CSTM-通信用关键材料可靠性试验设计指南 编制说明

中国材料与试验团体标准T/CSTMXXXXX-202X《通信用关键材料可靠性试验设计指南》的编制说明任务来源及简要过程1.1任务来源中国材料与试验团体标准T/CSTMXXXXX-202X《通信用关键材料可靠性试验设计指南》，为广东省重点领域研发计划《通信用关键材料测试评价技术研究与设备开发项目》中测试技术的研究成果。根据项目要求，调研《通信用关键材料可靠性试验设计指南》相关的国内外标准，并进行通信用关键材料可靠性试验设计指南技术研究与方法标准化工作。该标准主要由工业和信息化部电子第五研究所（以下简称电子五所）起草，由中国材料与试验团体标准委员会电子材料领域委员会（CSTM/FC51）归口。1.2工作过程产品失效或故障的发生是产品自身强度与外部条件博弈的结果，当产品自身强度不能承受外部环境应力时，就会发生失效或故障。目前，公司各企业标准中都包含有一定数量的试验项目，因而往往是一组或多组不同试验项目组成的系列性试验，这种试验称为组合试验，而不是像典型的可靠性鉴定试验那样的综合环境试验。不同类型的试验有其不同的目的，要想让试验达到预定的目标，应当考虑试验项目的完整性、试验条件的合理性、试验项目和试验顺序的科学性、以及采用的试验方法和具体试验程序的可重现性四大因素。因此，有必要建立一套通信用关键材料可靠性试验设计指南，即通过系统梳理产品可能应用区域的环境特征，获取产品精准的全寿命周期环境剖面，有利于提前规划科学合理的试验与评估方法，保证设计出来的产品可以经受住全寿命期中可能遭遇到的所有环境考验，降低产品失效风险，提高产品可靠性。根据《通信用关键材料测试评价技术研究与设备开发项目》的项目进度，2021年3月成立《通信用关键材料可靠性试验设计指南》标准的工作团队，并开始着手调研有关可靠性试验的国内外标准以及标准方法的技术研究工作。2022年5月完成了《5G通信用关键材料可靠性试验方法》标准草稿的编制，6月进行标准立项评审工作，经专家主评审，同意标准立项。标准的主要起草单位为电子五所，参与单位为中兴通讯股份有限公司（以下简称中兴通讯）、深圳先进电子材料国际创新研究院，其中电子五所负责牵头开展标准起草与技术研究，中兴通讯参与环境需求分析论证，深圳先进电子材料国际创新研究院参与标准起草。编制原则和主要内容及解决的主要问题目前，国内外针对通信用关键材料可靠性的测试标准均包含有一定数量的试验项目，因而往往是一组或多组不同试验项目组成的系列性试验，而不是像典型的可靠性鉴定试验那样的综合环境试验。另外，目前国内外未见结合实际环境分析以及基于失效物理的验证进行试验设计的相应标准，处于一片空白的状态。因此本标准的建立主要是弥补该空白，为通信用关键材料可靠性的相关测试和验证提供依据。团队按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》给出的规则，结合通信用关键材料实际特点，以及前期通过研究摸索和验证的方法，同时考虑各项试验方法标准的“科学性”、“前瞻性”、“适用性”、实施检测的可行性，研究制订了《通信用关键材料可靠性试验设计指南》团体标准，该标准填补通信用关键材料结合实际环境分析以及基于失效物理的验证进行试验设计的可靠性验证方法的空白，为通信用关键材料可靠性试验和验证提供基础依据，促进行业的发展。标准主要内容分析《通信用关键材料可靠性试验设计指南》团体标准是对通信用关键材料可靠性性能的验证方法。本标准内容主要包括：1范围；2应用环境需求分析；3可靠性指标需求分析；4可靠性试验设计（包括基于失效物理的验证试验设计）；5典型可靠性试验条件。本标准在充分结合可靠性指标需求分析考虑要素下，增加实际应用环境需求分析，按照不同类型的试验有其不同的目的，为了让试验达到预定的目标，再增加基于失效物理的验证试验设计和失效分析，使试验项目和试验顺序更具科学性。应用环境需求分析该需求分析主要是通过开展标准与资料分析、应用环境实测、历史应用环境数据调研等，掌握产品在生产、运输、贮存和使用中主要应用环境应力类型与规格，作为制订可靠性试验项目和具体试验方法的输入。图1环境效应需求分析-试验验证-设计预防闭环工作流程示意图为保证通信用关键材料在装备应用中具备良好的战备完好性和任务成功性，经受住全寿命期中可能遭遇到的所有环境考验，在设计生产前期能构建一个完整、精确的环境剖面与任务剖面非常关键。任务剖面是对预期可能出现并与装备寿命和各种能力有关的重大作战使用、事件、功能、状态和非环境参数的时序描述，通常是界定装备的主要任务和工作状态、作业时间和顺序、维修方案、所处的环境等。环境剖面是对任务剖面规定的各种重大作战使用、事件、功能、状态和自然环境以及诱发环境参数的时序描述，通常是界定冲击、振动、温度、湿度、磁场等自然环境和诱发环境的严酷程度和持续时间。任务剖面是确定环境剖面的基础和前提，通过对任务剖面中环境事件的分析，得出任务过程中的遭遇环境应力类型，根据任务剖面各阶段的任务特性参数，导出相应的环境应力持续的时间，从而得到环境剖面。基于失效物理的验证试验设计目前，国内试验方法设计参照标准、规格书，试验基本不收集过程数据的变化，以参数合格与否作为判据，缺乏有效性。而基于失效物理的验证试验设计则根据设计、使用及历史失效情况，针对性地确定测试参数、试验应力和物理分析项目，达到简单而有效地评价通信用关键材料可靠性的目的。且基于失效物理的验证试验设计从故障机理出发，易发现潜在缺陷；按实际需求量体剪裁，针对性更强；定量评价，从盲选向智慧选型转变；原材料端控制，使质量工作前移。知识产权情况说明中国材料与试验团体标准T/CSTMXXXXX-202X《通信用关键材料可靠性试验设计指南》是在《通信用关键材料测试评价技术研究与设备开发项目》实施过程中摸索和验证相关方法，以及结合通信用关键材料实际特点而制定的，在制定过程中不涉及国内外专利及知识产权问题。采用国际标准和国外先进标准情况本标准中所有项目的测试方法均未涉及国外先进标准。与现行相关法律、法规、规章及相关标准的协调性本标准的编制考虑到了相关标准的协调统一，遵守我国标准制定的法律、法规、规章。