随着新技术发展和大量应用,电子产品的研制周期大幅缩短,而可靠性要求越来越高,对产品的可靠性设计技术形成了巨大的挑战。目前国内电子产品可靠性工作主要采取“事后验证”的方式,侧重于对故障统计规律的分析与验证,难以支持高可靠产品的设计。近年来,故障物理方法在可靠性工程中备受关注,基于故障物理的可靠性从故障原因和机理出发研究产品的故障规律,运用这些机理和规律来进行故障预计、预防、预测诊断和修复,进而指导可靠性设计、分析、验证等相关活动的开展,在电子产品装备研制中发挥着越来越重要的作用。本论文结合高可靠电子产品的特点,完善基于故障物理的电子产品可靠性预计与试验方法,能够在设计早期对产品的故障进行预计,从而采取“事前预防”的措施指导产品的设计。主要包含以下内容:(1)完善基于故障物理的电子产品可靠性预计方法与流程。从狭义和广义两个层次探讨产品故障的内涵与外延,研究电子产品的故障发生过程,在此基础上,拓展完善基于故障物理的可靠性理论,提出基于故障物理的可靠性预计流程。(2)完善基于故障机理模型的电子产品可靠性仿真分析方法。相应提出基于故障机理模型的电子产品可靠性仿真分析流程,研究电子产品CAD模型建立及简化方法、CFD建模及热分析方法、FEA建模及振动分析方法,探讨电子产品的常见故障机理与故障机理模型,以及电子产品的应力损伤分析方法。(3)完善电子产品电路功能故障仿真分析方法。对电路功能故障仿真分析流程、系统功能模型建模方法、故障注入方法以及FMEA仿真方法等进行了系统研究,形成了一套完整的电子产品电路功能故障仿真分析方法。(4)以某型飞机的机载电子设备控制器计算机设备为例,进行基于故障物理的可靠性预计方法的工程应用。通过基于故障机理模型的可靠性仿真试验以及电子产品功能故障仿真试验发现产品的可靠性设计薄弱环节,指导产品的结构可靠性与电路可靠性设计改进,验证本文所提出方法的正确性。