產(chǎn)品壽命可靠性試驗(yàn)MTBF計(jì)算規(guī)范

產(chǎn)品壽命可靠性試驗(yàn)MTBF計(jì)算規(guī)范產(chǎn)品壽命可靠性試驗(yàn)MTBF計(jì)算規(guī)范一、目的：明確元器件及產(chǎn)品在進(jìn)行可靠性壽命試驗(yàn)時(shí)選用標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)條件、測(cè)試方法二、范圍：適用于公司內(nèi)所有的元器件在進(jìn)行樣品承認(rèn)、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)成熟度/產(chǎn)品成熟度（DMT/PMT）驗(yàn)證期間的可靠性測(cè)試及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、常規(guī)性O(shè)RT例行試驗(yàn)三、職責(zé)：DQA部門(mén)為本文件之權(quán)責(zé)單位，責(zé)權(quán)主管負(fù)責(zé)本檔之管制，協(xié)同開(kāi)發(fā)、實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)，并確保供應(yīng)商提交的元器件、開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)產(chǎn)品滿(mǎn)足本文件之條件并提供相關(guān)的報(bào)告。四、內(nèi)容：MTBF:平均無(wú)故障時(shí)間英文全稱(chēng):MeanTimeBetweenFailure定義:衡量一個(gè)產(chǎn)品（尤其是電器產(chǎn)品）的可靠性指標(biāo)，單位為“小時(shí)”.它反映了產(chǎn)品的時(shí)間質(zhì)量,是體現(xiàn)產(chǎn)品在規(guī)定時(shí)間內(nèi)保持功能的一種能力.具體來(lái)說(shuō),是指相鄰兩次故障之間的平均工作時(shí)間，也稱(chēng)為平均故障間隔，它僅適用于可維修產(chǎn)品，同時(shí)也規(guī)定產(chǎn)品在總的使用階段累計(jì)工作時(shí)間與故障次數(shù)的比值為MTBFMTBF測(cè)試原理.加速壽命試驗(yàn)(AcceleratedLifeTesting)執(zhí)行壽命試驗(yàn)的目的在于評(píng)估產(chǎn)品在既定環(huán)境下之使用壽命.2常規(guī)試驗(yàn)耗畤較長(zhǎng),且需投入大量的金錢(qián),而產(chǎn)品可靠性資訊又不能及時(shí)獲得并加以改善.3可在實(shí)驗(yàn)室時(shí)以加速壽命試驗(yàn)的方法,在可接受的試驗(yàn)時(shí)間里評(píng)估產(chǎn)品的使用壽命.是在物理與時(shí)間基礎(chǔ)上，加速產(chǎn)品的劣化肇因，以較短的時(shí)間試驗(yàn)來(lái)推定產(chǎn)品在正常使用狀態(tài)的壽命或失效率.但基本條件是不能破壞原有設(shè)計(jì)特性.一般情況下，加速壽命試驗(yàn)考慮的三個(gè)要素是環(huán)境應(yīng)力，試驗(yàn)樣本數(shù)和試驗(yàn)時(shí)間.1.6一般電子和工控業(yè)的零件可靠性模式及加速模式幾乎都可以從美罩規(guī)范或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)查得,也可自行試驗(yàn)分析,獲得其數(shù)學(xué)經(jīng)驗(yàn)公式.1.7如果溫度是產(chǎn)品唯一的加速因素,即可采用阿氏模型(ArrheniusModel),此模式最為常用.1.8引進(jìn)溫度以外的應(yīng)力,如濕度，電壓,機(jī)械應(yīng)力等,即為愛(ài)玲模型(EyringModel),此種模式適用的產(chǎn)品包括電燈，液晶顯示元件，電容器等.1.9反乘幕法界J(InversePowerLaw)適用于金屬和非金屬材料,如軸承和電子裝備等.

1.10復(fù)合模式(CombinationModel)適用于同畤考慮溫度與電壓做為環(huán)境應(yīng)力的電子材料(如電容如下式為電解電容器壽命計(jì)算公式)1.11一般情況下,主動(dòng)電子零件完全適用阿氏模型,而電子和工控類(lèi)成品也可適用阿氏模型,原因是成品燈的失效模式是由大部分主動(dòng)式電子零件所構(gòu)成.因此,阿氏模型廣泛應(yīng)用于電子,工控產(chǎn)品行業(yè)2.加速因子2.1阿氏模型起源于瑞典物理化學(xué)家SvandteArrhenius1887年提出的阿氏反應(yīng)方程式.-R(T)=Ae~^rR:反應(yīng)速度speedofreactionA:溫度常數(shù)aunknownnon-thermalconstantEA:活化能activationenergy(eV)K:Boltzmann常數(shù)，等地8.623*10-5eV/OK.T:為絕對(duì)溫度(Kelvin)2.2加速因子原理：加速因子即為產(chǎn)品在使用條件下的壽命(Luse)和高渭!|試應(yīng)力條件下(Laccelerated)的壽命的比值.Luse-^Accelerated如果產(chǎn)品壽命適用于阿氏模型,則其加速因子卷:AF二AF二e[Ea/KX(1/Ts-l/Tu)]Ts：室溫+常數(shù)273Tu:高溫+常數(shù)273K::Boltzmann常數(shù)，等地8.623*10-5eV/0K..加速因子中活化能Ea的計(jì)算一般電子產(chǎn)品在早夭期失效之Ea為0.2?0.6Ev,正常有用期失效之Ea趨近于1.0Ev;衰老期失效之Ea大于1.0Ev.根據(jù)HP可靠度工程部(CRE)的測(cè)試規(guī)范,Ea是機(jī)臺(tái)所有零件Ea的平均值.如果新機(jī)種的Ea無(wú)法計(jì)算,可以符Ea設(shè)為0.67Ev,做常數(shù)處理.EA=445.98/6440.69252EA=445.98/6440.692523.3如按機(jī)臺(tái)所有零件Ea的平均值來(lái)計(jì)算,則可按以下例證參考ComponentNumberEVTotalEVTransfonner量JE器j50.52.5Resistor鰭:阻器）3000.56168InductorCSJg）80.564.48Capacitor踵容器）1380.682.8LinearModule篇JE器）160.711.2Diode（二極BS）90190BridgeR"tifer（橘堆〕111Transistor通晶股）55155OpticalhslatniX光重耦合管131131644445.9S.MTBF推算方法由MTBF定義可知,規(guī)定產(chǎn)品在總的使用階段累計(jì)工作時(shí)間與故障次數(shù)的比值為MTBF,指數(shù)(Exponential)分布是可靠度統(tǒng)計(jì)分析中使用最普遍的機(jī)率分布.指數(shù)分布之MTBF數(shù)值為失效率人的倒數(shù),故一旦知道入值,即可由可靠度函數(shù)估算產(chǎn)品的可靠度.MTBF二總運(yùn)行時(shí)間TotalOperating(Hrs)/總失效次數(shù)TotalFailuresMTBF的估^值符合卡方分配原理，其^法懸:CHIINV(probability,degrees_freedom)X2(probability,degrees_freedom)故有以下公式:MTBF1lowerMTBFupper 2T c2(2r+2,1-fMTBF1lowerMTBFupper2T=■c2(2r,11f)~^rT=總時(shí)間TotalHours廠失效總數(shù)Numberoffailures中二信用等級(jí)Confidenceinterval5.DMTBF^算DMTBF:平均無(wú)故障時(shí)間驗(yàn)證英文全稱(chēng):DemonstrationMeantimeBetweenfailures計(jì)算方法:以溫度為加速壽命試驗(yàn)且采用阿氏加速壽命模式計(jì)算公式：(實(shí)際使用中,如需要可在分子上乘上24Hrs以方便計(jì)算時(shí)數(shù))Duration=(MTBFspec*GEMfactor)/(DC*Samplesize*Afpowr*AF)Duration/持續(xù)測(cè)試時(shí)間MTBFspec:平均無(wú)故障時(shí)間GEMfactor:GeneralExponentialModel綜合指數(shù)DC:Dutycycle占空比Samplesize:樣本數(shù)Afpower:加速系數(shù)AF:加速因子Duration/持續(xù)測(cè)試時(shí)間，即一個(gè)單位或幾個(gè)單位的樣品在進(jìn)行壽命試驗(yàn)時(shí)總的需要陽(yáng)唁式的時(shí)間GEMfactor:GeneralExponentialModel區(qū)宗合指數(shù)，此指數(shù)一般取常數(shù),其取值標(biāo)準(zhǔn)為按照ConfidenceLevel信心水準(zhǔn)進(jìn)行取值,常用的值為80%信心水準(zhǔn)取3.22;而90%信心水準(zhǔn)日寺取2.3026.DC:Dutycycle占空比，即在試驗(yàn)進(jìn)行開(kāi)關(guān)運(yùn)行過(guò)程中，運(yùn)行時(shí)間占總時(shí)間的百分比.(如45minON/15minOFF即其DC值即哥45min/(45min+15min)=0.75Samplesize:樣本數(shù)，根據(jù)實(shí)際狀況確認(rèn)的做壽命試驗(yàn)的樣品數(shù)MTBFSpec:平均無(wú)故障時(shí)間，實(shí)驗(yàn)品規(guī)格書(shū)上描述的MTBF時(shí)間數(shù)AFpower