元器件失效率的计算

2024-03-04 06:47| 来源: 网络整理| 查看: 265

2.3平均失效率

从以上定义可知道，失效率是用某一时刻或某一时段失效的元器件个数除以这一时刻或这一时段元器件总工作时间计算而来的。

2.4失效率的单位和失效率分级

随着技术进步，元器件的用量越来越大、应用越来越广泛，其可靠性也越来越高，失效率也就越来越低，失效率低于0.1 FIT也即高于十级的也非常常见。

2.5失效率与平均无故障工作时间、不良率

对于可修复产品来说，平均无故障工作时间是指被观测群体所有产品在相邻两次故障之间的平均工作时间，英文简称为MTBF(Mean Time Between Failure);对于不可修复产品来说，平均无故障工作时间是指被观测群体所有产品的寿命的平均值，英文简称为MTTF(Mean Time to Failure)。在实际应用中，大家对这两个概念不做明显区分，常用MTBF。平均无故障工作时间和元器件失效率呈倒数关系，即λ(t)=1/MTBF。不良率是指根据质量控制标准判定为不良的产品个数占产品总体的比例，它和失效率是完全不同的两个概念。总的来说，平均无故障工作时间和失效率是可靠性概念，在计算时时间是参与计算的，而不良率的计算与时间无关。

3.失效率的计算应用

在了解了失效率的基本概念之后，我们就可以来计算元器件的两种失效率了。

3.1市场推定失效率的计算

3.1.1 市场推定失效率计算的难点

市场推定失效率在计算时存在以下两个难点：

(1)如何确定元器件的总工作时间?要确定元器件的总工作时间，就需要知道销售量以及起始工作时间?通常我们的元器件要经历运输、存储、组装等几个阶段才投入使用，而这几个阶段所经历的时间难以界定，因此元器件的总工作时间也难以界定。

(2)如何确定元器件的实际失效数?由于无法确认失效原因或者反馈的不便利性，制造商无法完全真实的获取元器件所有的失效信息，一般统计到的失效数量远小于实际失效数量。

3.1.2 市场推定失效率计算的假设

为解决以上两个问题并简化计算模型，我们提出计算市场推定失效率的三点假设。

(1)假定所有销售到客户的元器件在经过制造、存储、运输等环节后一般自出货之日起6个月后开始投入市场使用。

(2) 假定实际失效元器件个数是客户投诉失效元器件个数的10倍。根据该假设投诉失效个数放大10倍后即为实际失效元器件个数。

(3)如果无客户投诉，那么假定客户投诉元器件个数为0.9个，根据以上假设2可知实际失效个数为0.9×10=9个。此假设的目的是将无投诉和投诉有1Pcs失效的情况区分开来。

值得注意的是，不同的行业、不同的应用场景，可以提出不同的假设。

3.1.3 市场推定失效率的计算举例

下面，我们举例来说明市场推定失效率的计算：

2012年某公司某系列元器件的销售情况如下表所示：

假定元器件每天累计工作时间8小时，到2017年06月，共收到90Pcs元器件失效反馈，那么元器件市场推定失效率计算如下：

在该例中，我们计算的是该元器件从2012年到2017年的平均失效率。

因此，市场推定失效率是根据客户使用情况对元器件失效率的估计，它源于三个基本假设，其准确性受制于客户投诉情况的真实性及完整性。

3.2试验失效率的计算

同时，我们可以根据元器件的应力敏感性，选择合适的实验条件在实验室进行失效率鉴定，失效率试验设计的关键在于累积合适的元器件时间。

3.2.1失效率试验的设计原则

在进行失效率试验时，我们会选择额定试验条件和加速试验条件来累积元器件工作时间，在进行试验设计时要注意遵循以下原则：

(1)额定试验条件的设计原则。额定实验条件是指元器件厂家在用户规范中所规定的标准可靠性试验条件。为了保证总的元器件时间要由额定条件来累积，对于失效率等级在六级和六级以下的，应该有不少于总元器件时间T的1/3通过额定条件来累积;而对于失效率等级高于六级的，应该有不少于总元器件时间T的1/10通过额定条件来累积。额定实验的抽样数要不少于30Pcs，30Pcs及以上的抽样数所获得的试验结果才有统计学意义。

(2)加速试验条件的设计原则。失效率试验一般样本量大，时间周期长，因此额定条件以外的元器件时间都可以通过加速试验来累积，加速试验的元器件时间要通过加速系数折算为标准条件下的元器件时间。

(3)应明确失效率的参考条件，最终根据加速寿命实验原则把所有的元器件时间换算为参考条件下的元器件时间，从而获得参考条件下的失效率。

3.2.3 试验失效率的计算举例

现选取某型号电感进行失效率鉴定试验，介绍如下：

(1)试验项目和试验条件的确定：

对于电感来说，耐高温试验能够评估元器件的存贮寿命，高温负载试验能够评估元器件的工作寿命，因此选取这两个试验进行失效率鉴定。

(2)样本量和试验时间的确定：