百思杰可靠性技术服务有限公司简介

,.,ROHS,,,,,,,,.:.1.Qualification,,TotalSolution,DELLComputer,,,20.,,SGSSMQ,,,,,,,.::HALT:,/::,2,53,2,,,,GZ-ESPECSH-ESPECThermotronEnvirotronics,,,HALT.1.2.3.4.5.1.4/2.4/.1.:2.3.4.15CEPREI概述产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力（概率），就叫做电子产品的可靠性。可靠性试验是对产品可靠性进行调查、分析和评价的一类试验。可靠性定义6CEPREI环境应力就是指外界各种环境对产品的破坏力，如产品在85℃下工作受到的应力,比在25℃下工作受到的应力大；在高应力下工作，产品失效的可能性就大大增加了。一、可靠性基础知识一、基本知识和术语可靠性试验与环境试验可靠性试验是对产品进行评价的各种试验如增长、筛选、验证、验收、统计等环境试验是检验产品对各种环境应力的适应性，快速暴露产品缺陷的试验，是可靠性试验的主要技术手段7CEPREI一、可靠性基础知识一、基本知识和术语MTTF：MeanTimeToFailures平均无故障时间MTBF：MeanTimeBetweenFailures,平均无故障间隔时间MCBF:MeanCycleBetweenFailures平均无故障间隔次数ESS：EnvironmentalStressScreeningTest环境应力筛选HALT：HighAccelerateLifeTest高加速寿命试验HASS：HighAccelerateStressScreening高加速应力筛选8CEPREI一、可靠性基础知识10℃规则当讨论产品在不同环境下的使用寿命时,一般采用“10℃规则”的表达方式。即当周围环境温度上升10℃时，产品寿命就会减少一半；当周围环境温度上升20℃时，产品寿命就会减少到四分之一。这种规则可以说明温度是如何影响产品寿命（失效）的。一、基本知识和术语29CEPREI一、可靠性基础知识二、产品的失效a．功能性失效致命失效、漂移性失效、间歇失效•致命失效:是指产品完全失去规定功能能力的一类失效。•漂移性失效:是指产品的一个或几个参数超过规定值所引起的一类失效，漂移性失效在产品使用中有时是允许的•间歇失效:是指产品在使用或试验过程中呈现时好时坏一类的失效。b．阶段性失效早期失效、偶然失效、耗损失效漂移失效间歇失效(浴盆曲线)致命失效10CEPREI一、可靠性基础知识二、产品的失效浴盆曲线：通常将电子元件和设备失效率数值连接成曲线后就会得出所示的“浴盆曲线”。此图表明半导体元器件与电子器件失效曲线是随着操作时间变化而变化。产品不同阶段失效原因可以用右边表格说明●氧化●疲劳老化●性能退化●腐蚀退化失效期●外部振动●使用人员误用●环境条件的变化波动●不良抗压性能随机失效期●不够完善的生产●存在缺陷的材料●不合适的环境●不够完善的设计早期失效期常见失效机理和原因失效时期11CEPREI一、可靠性基础知识三、可靠性的特征量可靠度R(t)产品在规定条件下使用时间t后，还能完成规定功能的概率，被定义为产品的“可靠度”。用数学符号来表示，则为：R(t)=P(Tt)式中：t－工作时间（期望时间）；T－产品出故障的时间（寿命）；P－表示不出现故障的概率。例如某舰艇在95天的航海任务中，其雷达不出故障的概率为90%，其可靠度表达为:R(95天)＝P（T95天）＝90％12CEPREI由于大部分的产品其失效分布为指数形式，因此在指数分布情况下，可靠度R(t)的计算公式为R(t)=e－λt≈1-λt式中：λ－样品的失效率；t－时间Nn(t)N-n(t)t0t0可靠度函数的计算当同型号的N个产品作为样品总数、并足够大的情况下可靠度函数的估计值为：R(t)=[N-n(t)]/N式中：n(t)－样品t时刻的失效总数；N－样品总数。一、可靠性基础知识三、可靠性的特征量313CEPREI一、可靠性基础知识三、可靠性的特征量可靠度特性1、可靠度是时间的函数。2、可靠度是表示一大批产品的统计特性，而不是表示个别产品或少数产品可靠性。3、可以用概率来表示产品的可靠性。R(t)的用途1、估计一批产品随时间变化的可靠能力。2、估算一批产品工作一段时间后继续工作的可靠能力14CEPREI一、可靠性基础知识例1：80个样品的失效时间分组整理如表，如何估计这批产品的可靠度318261596212006001000140018002200260030000～400400～800800～12001200～16001600～20002000～24002400～28002800～320012345678失效数n组中值（h）失效时间范围（h）组号R（0）＝1；R（400）＝77/80=0.963；R（800）＝59/80=0.738R（1200）＝0.413R（1600）＝0.225R（2000）＝0.113R（2400）＝0.075R（2800）＝0.013R（3200）＝0根据公式：R(t)=[N-n(t)]/N求每一时间段的可靠度。式中：N－表示投入试验的样品总数；n（t）－表示试验到t时刻失效的总数三、可靠性的特征量返回15CEPREI一、可靠性基础知识R（0）＝1；R（400）＝77/80=0.963；R（800）＝59/80=0.738R（1200）＝0.413R（1600）＝0.225R（2000）＝0.113R（2400）＝0.075R（2800）＝0.013R（3200）＝000.20.40.60.811.20500100015002000250030003500三、可靠性的特征量根据计算的结果作图0.73816CEPREI例2：一批产品的失效统计满足指数分布，有21个产品工作到800小时失效，此时还有59个产品，如再继续工作1000小时，问在这1000小时里的可靠度是多少？解：利用已知条件：1、工作时间800小时，2、失效数量21个求失效率λ。λ=21/(21+59)×800=0.000328代入公式R(t)=e－λt≈1-λt=1-0.000328×1000小时=1-0.328=0.672问题：注意与前图的差别，R(t)不同原因是什么？一、可靠性基础知识三、可靠性的特征量31826159621t0t1t2t3417CEPREI一、可靠性基础知识失效分布函数F(t)（也称为不可靠度）产品的寿命T是一个随机变量。如果以t表示规定的时间，以T表示产品的寿命，则T≤t的事件就是一个随机事件。随机事件T≤t的概率，就称为该产品的失效分布函数，即：F(t)＝P(T≤t)如果给定的时间t为100小时，则表示为F(100)＝P(T≤100)这表示了产品在100小时前的失效概率,因而，失效分布函数F（t),含有累积失效概率的意思。三、可靠性的特征量18CEPREI当N为总数、并足够大的情况下失效分布函数的表达式：F(t)≈n(t)/NF(t)和R(t)的关系产品在规定的时间内失效与不失效，完成与不能完成规定功能是相互对立的。概率论中称它们之间是相互对立的事件，它们之间的关系式有:R(t)+F(t)=[N-n(t)]/N＋n(t)/N=1由以上公式可看出可靠度是小于1的。Nn(t)N-n(t)t0t0[0,t0]内产品的失效数与参加试验的总数之比是产品发生的失效频率。失效分布函数F(t)的计算公式一、可靠性基础知识三、可靠性的特征量19CEPREI例3：系统由a、b两个分组件构成，已知a组件1000小时的可靠度为0.96,b组件1000小时的可靠度为0.95,求串联系统1000小时的可靠度。根据系统可靠性的观点，串联系统的可靠度为所用元器件可靠度的乘积，目前为两个分组件的乘积，有R系统（1000）＝Ra(1000)*Rb(1000)＝0.96×0.95＝91.2％显然系统可靠度低于每个组件的可靠度，当系统由三个组件串联组成，且c组件1000小时可靠度为0.99时，系统可靠度为R系统（1000）＝0.96×0.95×0.99＝90％1、使用的组件或元器件越多可靠度越低。2、串联后的系统可靠度，比各组件中最低的可靠度还要低。一、可靠性基础知识三、可靠性的特征量20CEPREI31826159621一、可靠性基础知识失效密度函数f(t)t三、可靠性的特征量用来表征失效分布随时间变化的情况，即产品在时刻t的单位时间里发生失效的概率，称为产品在时刻t的失效密度。如图可见在每个时间段中失效的比例是不一样的。0t1t2t31、用故障数据作近似计算各组在时间间隔∆t的失效数∆ni与产品总数N在时间间隔∆t之比称为该组的失效密度即f（t）＝∆ni/∆t×N例如：直方图t2～t3间的失效密度为：f（t）=26/(t3-t2)×N=26/400×80＝0.0001875例1521CEPREI31826159621一、可靠性基础知识失效密度函数f(t)t三、可靠性的特征量0t1t2t32、用分布函数计算选用什么样的分布函数？为什么选用指数分布？指数分布的重要性质——“无记忆性”当产品工作了S小时后，再继续工作t小时的概率与已工作过的时间S的长短无关，就像使用一个新产品一样。用分布函数计算的公式为：f（t）＝λe－λt图中可见累计失效率n(t)/N是各组失效密度的累加，当累加到最后一组时必然为1。22CEPREI一、可靠性基础知识失效密度函数f(t)如图可见在每个时间段中失效的比例是不一样的。失效密度函数在工程中的意义：1、相同条件下哪个时间段失效密度高；2、不同条件下哪种条件下失效密度高t失效密度函数与失效分布函数、可靠度的关系F（t）＝1－R（t）＝器件的失效分布类型指的就是f（t）或F（t）的函数类型，它们是用来说明产品失效规律的一个较好形式，反映失效产品数分布在各个时刻的情况。∫tdttf0)(三、可靠性的特征量f（t）23CEPREI一、可靠性基础知识失效率函数λ(t)已工作到t时刻的产品，在时刻t后单位时间内发生失效的概率，称为该产品在时刻t的失效率函数，又称为失效率，计算公式为：λ(t)＝∆n(t)/∆t[N-n(t)]失效率单位1菲特(Fit)＝1×lO－9/h＝1×lO－6/1000h表示每10亿个元件小时内只允许有一个产品失效，即在每千小时内，只允许有百万分之一的失效概率。通常也可用每小时或每千小时的百分数作为失效率的单位，如0.2%(1000h)。三、可靠性的特征量24CEPREI一、可靠性基础知识失效率函数λ(t)例4：有100块IC，在1000小时内失效5块，在1000～1010小时失效38块，求t＝1000，和t＝1010h的失效率的估计值？代入公式：λ(t)＝∆n(t)/∆t[N-n(t)]求解：λ(0)＝5/1000(100-5)=5.2631×10－5/h＝52631Fitλ(1000)＝38/(1010-1000)(95-38)＝0.06%h－1三、可靠性的特征量625CEPREI一、可靠性基础知识失效率λ(t)和失效密度函数f(t)的区别例5：如图在t＝0时，有N＝100件产品开始工作，在t＝100小时前有两个失效，而在100～105小时内失效1个；t＝1000小时前有51个失效，而在1000～1005小时内失效1个，求失效率和失效密度。211511000t带入公式：f（t）＝∆ni/∆t×Nλ(t)＝∆n(t)/∆t×（N-n(t)）得出：f(100)＝1/5×100f(1000)＝1/5×100λ(100)＝1/5×97λ(1000)＝1/5×48f（t）表示所有样品在某时段的失效，λ(t)表示在某时刻t之后，还仍在工作的产品的失效概率。10010510001005三、可靠性的特征量26CEPREI一、可靠性基础知识失效率λ(t)与失效密度函数f(t)的用途例6：有一批产品共80个投入试验，每隔40小时测试一次，失效数分别为7、6、6、5、2，试验200小时后还有52个样品正常，再继续试验2000小时共有5个样品失效，问产品的失效分布形态。