手机整机可靠性测试,swaat盐雾试验
可靠性常用的分布
1 、 指数分布; 第一章里提到浴盒曲线对应的指数分布为 F(t)=1 -e-?t; 如何得到这一分布?
设产品在 t 时间内总的失效率 F(t), 则:
在 t 时刻产品的存活率 R(t)=1 -F(t);
在 t 时刻的失效为 t 时间内的失效率的导数、 即 f(t)=F’ (t);
在 t 时刻的失效率为 t 时刻的失效比 t 时刻的存活率、 即 f(t)/R(t)。
根据浴盆曲线, 当产品在稳定失效阶段时任意时刻的失效率为λ 。
综上, 即得到等式: λ =f(t)/R(t)=F’ (t)/(1 -F(t));
解此微分方程得到一个特解: F(t)=1 -e-?t;
R(t)=e-?t, 这就是指数分布;
2、 威布尔分布; 与指数分布相比, 只是变量λ 不一样。 威布尔分布的 F(t)=1 -e^(-t/a)^b; 当 b=1时, F(t)=1 -e^(-t/a),
这也就是指数分布; 我们威布尔分布来看看其它参数:
R(t)=1 -F(t)=e^(-t/a)^b;
f(t)=F`(t)=(b/t)*(t/a)^b*e^(-t/a)^b;
失效率=f(t)/R(t)=(b/t)*(t/a)^b;
3、 对数正态分布; 顾名思义, 说明产品在 t 时间内的失效率与 t 服从对数正态分布, 也就是说 F(t)与ln(t)成正态分布。
标准表达式为: F(t)=Φ((lnt-ln(T50))/δ );
根据各种分布, 都可以方便地求出产品 MTBF。
要求出产品的 MTBF 就必须找到样品的失效时间, 这样我们必须取出一定的样品做特定的测试、 记录样品的失效时间,
计算产品的 MTBF。 在开始计算 MTBF 之前, 我们先插述各种测试的筛选强度, 也就是此种测试能发现样品存在
缺陷的可能性。
三、 筛选强度
在进行环境应力筛选设计时, 要对所设计的方案进行强度计算。 这样才能更有效的析出产品缺陷。 在典型筛选应力选择时,
一般恒定高温筛选用于元器件级, 温度循环用于板级以上产品; 温度循环的筛选强度明显高于恒定高温筛选。 下面介绍一
些筛选强度(SS) 的数学模型。
1 、 恒定高温筛选强度
SS=1 -exp [-0.001 7(R+0.6)0.6t]
式中: R—高温与室温(一般取 25℃)的差值; t—恒定高温持续时间(h); 例: 用 85℃对某一元器件进行 48H的筛选, 则其
筛选强度为:44.5% =1 - EXP(-0.001 7*((85+0.6)^0.6)*48);
2、 温度循环的筛选强度
SS=1 -exp{-0.001 7(R+0.6)0.6[Ln(e+v)]3N}
式中: R—温度循环的变化范围(℃); V—温变率(℃/min); N—温度循环次数; 例: 用 60℃到-40℃以 10℃/min 的速
率 做 1 5 次 循 环 ( 每 个 循 环 20min , 1 5 个 共 计 5H ) 则 对 应 的 筛 选 强 度 为:
99.87%=1 -EXP(-0.001 7*((1 00+0.6)^0.6)*((ln(2.71 8+1 0))^3)*15);
3、 随机振动的筛选强度
SS=1 -exp{-0.0046(Grms)1 .71 ·t}
式中: t—为振动时间(min); Grms---单位 G; (这个地方我也没有找到资料)。
四、 MTBF 的计算
1 、 基本 MTBF 的测试
在实际工作过程中, 很多时候并不需要**在知道某个产品的 MTBF, 只需要知道是否可以接受此产品。 这时, 只需要对
产品进行摸拟运行测试, 当产品通过了测试时, 就认为产品达到了要求的 MTBF, 可以接受此产品。
如何确定产品应该进行什么样的测试, 也就是我们应该用多少样品进行多长时间的测试? 根据 MTBF(平均失效间隔时间)
的定义, 从“平均” 这一个看来, 失效的次数越多计算值就越能代表“平均值”, 当然失效的次数越多对应的总测试时间也
就越长; 一般情况下要求: 只要测试时间允许, 失效的次数就应该取到尽可能地多。
下面用一个例子来说明测试条件的确定方法。
题五: 某种产品, 要求在 90%的信心度下 MTBF 为 2000H, 如何判定此产品的可靠性是否达到了规定的要求?
可以转化为判定此产品是否能通过规定时间的模拟运行测试, 其关键是要找出测试时间; 测试时间=A× MTBF, A 这个因
子与“在这段时间内允许失效的次数” 和“90%的信心度” 有关系。 根据已经成熟的体系, 直接代用公式:
A=0.5*X2(1 -a, 2(r+1 ))
X2(1 -a, 2(r+1 )) 是自由度为 2(r+1 )的 X 平方分布的 1 -a 的分位数;
a 是要求的信心度, 为 90%; r 是允许的失效数, 由你自己决定;
此分布值可以通过 EXCEL 来计算, 在 EXCEL 中对应的函数为 CHIINV;
如允许失效 1 次时, A=0.5*CHIINV(1 -0.9,2*2)=0.5*CHIINV(0.1,4)=0.5*7.78=3.89; 应该测试的时间为: 3.89×2000
=7780H。 也就是当设备运行 7780H 是只出现一次失效就认为此产品达到了要求的可靠性。
7780H 是 324 天(7780/24=324), 快一年了, 做一次测试花一年的时间? 太长! 我们可用这样去调整:①增加测试的总
样品数; 7780 从统计上看, 准确地说是 7780 台时、 它是“机台×时间” 这样一个量,也就是所有样机的测试时间总和;
如果测试中有 50 台样机, 则只需要测试 1 55.6H; 如果有 1 00 台样机, 则只需要测试到 77.8H(强烈建议在MTBF 的测试
中采用尽可能多的样品数); ②减少允许失效的次数; 允许失效的次数为 0 时, 同上计算后得到测试时间为 4605台时(一
般不建议采用此种方式来缩短测试时间, 这样会增大测试的误差率)。
对于价格较低、 数量较多的产品(如各种元器件、 各种家用电器等), 用上面介绍的方法, 可以很方便地进行测试; 但当产
品的价格较高、 MTBF 较高的产品如何测试?