MTBF的解析,MTBF分为几种测试方法

MTBF的解析,MTBF分为⼏种测试⽅法
⼀、MTBF预测法 1、相关标准,⽬前⽤于MTBF预计计算的主要标准为MIL-HDBK-217F,对应国内版本为G J B 2 9 9 B。该标准为美军的可靠性预计⼿册,⽤于MTBF的预计计算。该标准从95年发布最后⼀版后不再对其进⾏更新维护,这本⾝也反应了标准本⾝的局限性。
2、预计法的局限性,MIL-HDBK-217F采⽤了应⼒分析法和元件计数法分析产品的MTBF。该⽅法通过元器件的数量以及零件的故障率评估产品的⽆故障时间。这种⽅法假设了产品的器件都⼯作在预期的⼯作应⼒下,实际上由于不可预期的因素,产品可能会有瞬间的过应⼒。另外还有⼀种情况就是部分对产品寿命有影响的应⼒难以评估周全。没有充分考虑产品的⽣产⼯艺、⼈为因素对产品可靠性的影响。同时在计算参数的选择上受计算⼈员对系数的掌握和了解程度影响很⼤,因此和实际值相⽐会有很⼤的差异。
3、基本公式及参数 Failure
rate=λp = λb πEπQπCπSπAπLπT λb:零件基础失效率 πE 环境因素Environment factor) πQ 品质因素:(Quality factor)
πA 应⽤因素:(Application factor) πC 复杂性因素:(Quality factor) πL 累计因素:(Learning factor) πS
电应⼒因素:(Electrical Stress factor) πT 温度因素:(Temperature factor) 这种⽅法最⼤的优势是可以在有限的时间⾥完成对产品MTBF值的较准确预估。⼆、MTBF试验法 1、试验⽅法,实验⽅式主要有:全寿命试验、定时截尾试验、定数截尾试验。全寿命试验要求所有样品都在试验中最终都失效,只需要采⽤简单的算术平均值就可以计算出MTBF。但事实上需要试验样品在试验过程中全部失效,所需要的试验时间可能长⼤⼏年、⼗⼏年甚⾄上百年,因此此⽅法只可能使⽤于产品的寿命时间⽐较短的产品。定时截尾试验指试验到规定的时间终⽌。定数截尾试验指试验到出现规定的故障数或失效数时⽽终⽌。 2、计算⽅法 MTBF=AF AF:Accelerate Factor,加速因⼦ T:Total Power on Time,总的开机运⾏时间 X2(α,2r+2):卡⽅公式 C:Confidential Level,信⼼度⽔平 α:⽣产者的冒险率,即:1-C r:失效数,Number
of Failures 加速因⼦AF即为产品在正常使⽤条件下的寿命和⾼测试应⼒条件下的寿命的⽐值。如果温度是产品唯⼀的加速因素,⼀般采⽤Arrhenius Model(阿⽒模型)。当产品寿命适⽤于阿⽒模型,则其加速因⼦公式为:AF=e{ Ea/Kb*[1/Tn-1/Ta]}。 Ea:活化能,单位eV Kb:Boltzmann Constant波茲曼常数,(0.00008623eV/°k) Tn:正常操作条件绝对温度(°k) Ta:加速寿命试验条件绝对温度(°k) E:2.718 活化能Ea定义:是分⼦与化学或物理作⽤中需具备的能量,单位为eV (electron-Volts)。⽤以超越阻隔潜在故障与实际失效所需的能量。活化能⾼,表⽰对温度变化影响⽐较显著。当试验的温度与使⽤温度差距范围不⼤时,Ea可设为常数。⼀般电⼦产品在早夭期失效的Ea为0.2~0.6eV,正常有⽤
期失效的Ea趋近于1.0eV;衰⽼期失效的Ea⼤于1.0eV。根据Compaq可靠度⼯程部(CRE)的测试规范,Ea是机台所有零件Ea的平均值。如果新机种的Ea⽆法计算,可以将Ea设为0.67eV,做常数处理。卡⽅公式是⼀个评估可信度的公式。信⼼度⽔平相当于对MTBF准确性的要求,因此冒险率越⼩,X2就越⼤,计算的MTBF越⼩,可信度越⾼。同时失效数r越⼤,不良率就⾼了,X2⾃然也变⼤,在同样的时间下MTBF就会变⼩。例:30台样品,信⼼度为0.6,MTBF⽬标值为240000⼩时,⽤户使⽤温度为35度,测试温度为40度。假设在测试11天后,有⼀台失效,替换失效样品,即仍然是30台接着测试,求继续测试时需要的总时间t及MTBF测试要⽤的天数d。解:MTBF=240000h,AF=1.47,C=0.6,α=1-C=0.4,r=1, X2(α,2r+2)=4.04 此⽅式是⽬前选择较多的⽅法。三、实测法按MTBF测试标准,准确的提供样品数量进⾏相关测试。
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应力测试

本文发布于:2024-09-21 16:18:30,感谢您对本站的认可!

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