电子产品可靠性设计分析方法 共33页PPT资料

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电子产品质量与可靠性技术 PPT

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例4:神舟5号火箭发射成功的可靠性为0.997.

不可靠度
定义:是指产品在规定的条件下,在规定的时间内 、产品不能完成规定的功能的概率。它也是时间的 函数,记作F(t),也称为累积F(t)=p(T≤ t)

R(t)+F(t)=1
失效概率密度f(t)
定义:失效概率密度是累积失效概率F(t)对时间的变化率, 它表示产品寿命落在包含t的单位时间内的概率,即t时刻, 产品在单位时间内失效的概率
可靠性指标的选择的依据
a、装备的类型,例如对坦克为平均无故障里程( MMBF)、对于飞机为平均无故障飞行小时( MFHBF)、对一般设备则为平均无故障时间( MTBF);
b、装备的使用要求(战时、平时、一次使用、重 复使用)对于一次使用的产品则为成功率(例 导弹); c、装备可靠性的验证方法,厂内试验验证则用合 同参数,外场验证则用使用参数。

可靠性模型
数学型
假设各单元寿命服从指数分布
Rs (t ) Ri (t )
i 1
n
MTBFs=1\λs
s i
i 1
n
建立产品的可靠性模型

产品的可靠性模型是进行产品可靠性指标定量分配和 预计,以及开展产品可靠性分析的基础。

典型的可靠性模型有:
串联、并联(热储备)、混联、表决(k/n)、冷储备( 非工作)和网络系统等。
dF (t ) f (t ) F (t ) dt
瞬时失效率λ(t),(简称失效率)

定义:是在t时刻,尚未失效的产品,在该时刻后的 单位时间内发生失效的概率。
(t ) lim
t 0
F (t t ) F (t ) dF (t ) 1 R(t )t dt R(t )

电子产品质量与可靠性技术 PPT

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第一篇. 可靠性参数与模型
1.可靠性概念与指标
产品的寿命特性
早期失效
使用寿命期
损耗失效期
寿命时间
产品的可靠Leabharlann 定义●●●
产品的可靠性就是在规定的条件下,在规定的时间内 、产品完成规定功能的能力。 产品可靠性定义包括下列四要素: ⑴规定的时间; ⑵规定的环境和使用条件; ⑶规定的任务和功能; ⑷具体的可靠性指标值; 对于一个具体的产品,应按上述各点分别给予具体 的明确的定义。

失效率的等级
失效率等级名称 失效等级代号、 GB/T 1772-79 亚五级 五级 六级 七级 八级 九级 十级 Y W L Q B J S GB/T 1772-79 L M P R S 最大失效率 (1/h或1/10次) 3×10-3 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10
失效率的单位

通常可以采用每小时百分之一或千小时的百分之一来 作为产品失效率的单位,但对具有高可靠

要求的产品来说,就需要采用更小的单位来作为失效 率的基准。现在常采用菲特作基准单位。菲特这一单 位的数量概念是: 1菲特(FIT)=1× 10-9/小时=1/ ×10-6千小时
实际上,这就表示了10亿个元件小时内只允许有一个 产品失效,亦即在每千小时内,只允许有百万分之一 的失效概率。
MTBF A MTBF MTTR
2 插入语
可靠性的重要性
可靠性是什么?
可靠性是质量的时间指标
以可靠性为中心的质量观
一个电度表的故事
◆十年包换? ◆能否达到? ◆如何达到? ◆如何更好?
-用可靠性工程来回答
如何计算与回答
●可靠度? ●用户要求? ●产品翻修率? ●客户满意度? ● 6西格玛

电子产品质量与可靠性技术 PPT

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失效率的等级
失效率等级名称 失效等级代号、 GB/T 1772-79 亚五级 五级 六级 七级 八级 九级 十级 Y W L Q B J S GB/T 1772-79 L M P R S 最大失效率 (1/h或1/10次) 3×10-3 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10
第一篇. 可靠性参数与模型
1.可靠性概念与指标
产品的寿命特性
早期失效
使用寿命期
损耗失效期
寿命时间
产品的可靠性定义



产品的可靠性就是在规定的条件下,在规定的时间内 、产品完成规定功能的能力。 产品可靠性定义包括下列四要素: ⑴规定的时间; ⑵规定的环境和使用条件; ⑶规定的任务和功能; ⑷具体的可靠性指标值; 对于一个具体的产品,应按上述各点分别给予具体 的明确的定义。

维修性指标

可维修产品的有效度A,它表示设备处于完好状态 的概率。
MTBF A MTBF MTTR
Classes lf High Availability System
A(%) 99.9 99.99 99.999 99.9999 Downtime per Year 约9小时 约1小时 约5分钟 约31秒 Typical Application Typical Desktop or Server Enterprise Server Carrier Class Server Carrier Switch Equipment
MTBF A MTBF MTTR
2 插入语
可靠性的重要性
可靠性是什么?
可靠性是质量的时间指标
以可靠性为中心的质量观
一个电度表的故事

《电子产品的可靠性》PPT课件

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可 靠 性精定选性PP要T求
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可靠性设计------ 3.系统可靠性设计技术流程 2.系统(产品)方案论证及确认阶段
工作流程说明:
1、 按照确定的可靠性定量指标,进行系统可靠性指标的分配,使系统各层次 设计明确各自的设计目标。 2、 按照设计方案建立系统可靠性模型,进行系统可靠性预计,发现薄弱环节 ,改进设计, 并判定设计方案能否满足系统可靠性定量要求。 3、 改进方案调整可靠性分配指标,再次进行可靠性预计,可反复多次进行。 4、 按照确定的可靠性定性要求,制定初步的可靠性设计总则,包括:降额设 计总则、优选元器件清单(PPL),热设计总则、EMC设计等,来指导系统设计 。 5. 按照已确定的可靠性定性要求,进行功能FMEA、FTA等分析工作,发现薄 弱环节,改进设计。
26.12.2020
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可靠性设计--------现代系统设计思想
产品电气原理 设计
可靠性设计
单 板 布 线 前 的 SI仿 真
热 设 计 仿 真 ( B ETA)
N
TEST PASS
Y PCB 布 局 、 布 线
EM I仿 真
布 线 后 S I 、 P I( 电 源 完 整 性 )、 E M I 分 析
可靠性定性要求 工程研制初步设计阶段可靠性工程设计流程
26.12.2020
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可靠性设计------ 3.系统可靠性设计技术流程 3.系统(产品)工程研制阶段----详细设计阶段
研制任务:
1、 各层次产品全部详细图纸的设计 2、 功能、性能的详细设计、工程计 算 3. 技术文件的编制,包括产品标准 的 出台
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可靠性设计------ 3.系统可靠性设计技术流程

电子产品可靠性设计分析方法33页PPT

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电子产品可靠性设计分析方 法
31、别人笑我太疯癫,我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣,抱怨者 的牢骚 ,这是 羊群中 的瘟疫 ,我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望, 辛勤耕 耘,忍 受苦楚 。我一 试再试 ,争取 每天的 成功, 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ,我继 续拼搏 。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做,明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生,以及整个命运 的,只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70如果惧怕前面跌宕的山岩,生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ,睁大 眼睛, 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ,心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的,也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ,也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。

电子产品可靠性PPT课件

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量等级等均应满足设备工作和环境的要求,并留有足够的裕量。
第19页/共155页

(2) 优先选用经实践证明质量稳定、可靠性高、有发展前途的标准元
器件,不选用淘汰和禁用的元器件。

(3) 应最大限度地压缩元器件的品种规格,减少生产厂家,提高它们
的复用率。

(4) 除特殊情况外,所有电子元器件应按不同的要求经过必要的可靠
维修安全。

(5) 设备最好具备监测装置和故障预报装置,能使操纵者尽早地发现
故障或测试失效元器件,及时更换维修,以缩短维修时间,防止大故障出现。
第11页/共155页
• 生产方面

1. 生产条件对电子设备的要求

任何电子设备在它的研制之后都要投入生产。生产厂的设备情况、
技术和工艺水平、生产能力和生产周期以及生产管理水平等因素都属于生产

(1) 输出高电平UOH。输出高电平UOH是指输入端有一个(或几个)为
低电平时的输出电平。UOH典型值约为3.6 V。

(2) 输出低电平UOL。输出低电平UOL是指在电路输出端接有额定负
载(通常规定为带八个同类型的与非门负载)时,电路处于饱和导通状态时的
输出电压。UOL一般应小于或等于0.35 V。
备能够耐受高低温循环时的冷热冲击。

(2) 采取各种防护措施,防止潮湿、盐雾、大气污染等气候因素对电
子设备内元器件及零部件的侵蚀和危害,延长其工作期。
第3页/共155页

2. 机械条件对电子设备的要求

机械条件是指电子设备在不同的运载工具中使用时所受到的振动、
冲击、离心加速度等机械作用。它对设备的影响主要是:元器件损坏失效或
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22.09.2019
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PPL清单
优选清单格式
XX型飞机电子元器件优选目录(1994)
序号 元器件名称 型号 主要技术 结构外形 适用标准 生产厂家 适用类别
参数
精密金属模电 RJ25-1/2 阻值范 Φ3.9× RUO.467. 718厂 优选
执行 GJB597-88,且经军用电子元器件质
A2 量认证合格的 B 级产品
A
执行 GJB4589.1-84《半导体集成电路总
0.1 按 QZJ840614 ~
规范》,且经中国电子元器件质量认证委员 840615“七专”技术条 A3 会认证合格的Ⅱ类产品;执行 SJ331-83《半 件组织生产的Ⅰ,ⅠA 0.25
• 不符合的条款,说明理由“为什么不符合”,并报上一级 设计主管;
• 编制准则符合性报告; – 与可靠性预计相结合; – 组织专家评审,进行“符合性”检查; – 对“不符合”的条款,根据其对可靠性影响的程度,决策处
理。
返回
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热分析、热设计
热分析、热设计的概念
– 热分析:获得产品的温度分布 – 热设计:采取相应的温度控制措施,控制电子设备的温度
原因与目的
– 电子产品可靠性对温度是非常敏感 – 提高可靠性
热分析的内容与手段
– 温度 – 计算热测
热设计的方法
– 电路板布局 – 散热措施
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降额设计原则
– 各类元器件均有一个最佳的降额范围,在此范围内应力变化 对其故障率影响较大。过度的降额也不可取,增加元器件的 数量;降额到一定程度后,可靠性的提高是很微小的;过度 降额反而有害:大功率晶体管在小电流下,大大降低放大系 数而且参数稳定性降低;继电器的线包电流不仅不能降低, 反而应在额定值之上,否则影响可靠的接触;
号称
型号 格证书编号 范编号 能与认 定 名称 名称及 验室名 应
及确认 证范围 合
合格证
称企


书编号





有可靠 RJK5 COC-P-006 GJB244/ 额定功 L 北京第 有可靠 中国电
性指标 3
-94
2-87 耗:
二无线 性指标 子产品
的金属
阻值范
电器件 的金属 可靠性
膜固定
围:

返回 13
降额设计
பைடு நூலகம்降额设计概念与目的
– 降额设计就是使元器件或设备工作时承受的工作应力适当降低于 元器件或设备的额定值;
– 降低基本故障率、提高使用可靠性的目的(例子:陶瓷电源);
– 降额主要因素:电应力和温度 – 降额设计的关键:降额的程度与效果;
降额等级
– Ι 级降额:最大适用于故障危及安全、导致任务失败 和造成重大 经济损失的情况;
降额准则的制定
– 在工程型号中制定降额准则,指导降额设计; – 参照GJB/Z-35制定降额准则 – 根据可靠性需求、以往的经验或相似型号的降额准则确定
• 元器件的种类及其在不同重要性要求下的降额等级; • 系统/分系统及其要求的降额等级; • 确定具体的参数应力; – 编制降额准则初稿; – 广泛征求意见,修改降额准则初稿; – 确定正式的“降额准则”;
可变电阻 电阻
F/10 6h)
0 50 100 150 200 温度(℃)
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热分析、热设计—热分析的内容与手段
热分析的内容
– 结点温度:元器件PN结温度,一般是元件的最高温度; – 壳温度:元器件的壳的外表面的温度; – 电路板温度:连续的二维温度分布,各点的温度是厚度方向的平
– Π级降额:适用于故障使任务降级和增加不合理的维修费用; – Ш级降额:适用于故障对任务完成影响很小和少量的维修。
降额设计原则 降额准则的制定与实施
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降额准则说明
100

3级
定 70
2级
功 60
1级
率 50
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元器件的正确使用
使用中存在的问题
– 对元器件的性能掌握不够。 – 测试不当或测量仪器接地不当而烧毁电路。 – 调机不当,造成损伤 – 静电损伤值得注意
措施
– 降额使用 – 热设计 – 抗辐射设计 – 防静电设计 – 操作过程中的问题 – 储存与保管的问题
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C2 封装的产品
1.0 4.0
14.0 返回
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元器件的选择与控制
目的
– 保证元器件的性能、质量等应满足产品要求; – 保证畅通的采购渠道、稳定的货源; – 减少品种; – 降低采购费用; – 正确的使用。
选择控制的总原则
12
元器件的正确使用
抗辐射设计
– 航天器中使用的元器件:外空间的各种辐射 – 核爆炸环境:高能中子和射线
防静电设计
– 制造过程(人的静电防护) – 储存 – 运输过程
操作过程中的问题
– 安装的机械损伤
储存与保管的问题
– 存储环境
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设计手册 ) 环境应力筛选(GJB1032-90,电子产品环境应力
筛选方法 )
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2
电子元器件的选择与使用
为什么要控制选择与正确使用电子元器件
电子元器件的质量等级
元器件的选择控制 – 目的 – 原则 – 管理
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热分析、热设计—原因和目的
原因与目的
– 电子产品可靠性对温度是非常敏感,如图所示,但温度生高 时,器件故障率迅速增大;电路板变形
– 合理温度布局,控制温度,提高可靠性
(
故障0率.30
故障0数.20 0.15 0.10 0.05
微电子器件(CMOS器件) 微电子器件(双级数字电路) 晶体管(硅50%)
– 电应力降额容易,对温度降额,主要依靠热设计; – 降额提高可靠性,但要综合考虑可靠性、体积、重量和费用
等问题; – 根据设计、可靠性等的需要进行,一般参照GJB/Z-35《元器
件降额准则》。
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降额准则的制定与实施
R,P,M,L
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电子元器件的质量等级
国内元器件的质量等级
半导体集成电路质量系数等级
质量等级
质量要求说明
质量要求补充说明 π Q
执行 GJB597-88《微电路总规范》且经军 A1 用电子元器件质量认证合格的 S 级产品
返回
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Reliability Design and Analysis
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电子元器件的质量等级
质量等级:是指元器件装机使用之前,在制造、试验及筛
选过程中其质量的控制等级。 它对元器件的失效率有很大
的影响。
目前,预计国外、国内元器件失效率时,用质量系数πQ作 为不同质量等级对元器件工作失效率影响的调整系数。
元器件的正确使用
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为什么要控制电子元器件的 选择与正确使用
电子元器件是电子、电气系统的基础产品,是能够完成预定 功能而不能再分割的电路基本单元,其自身的可靠性是十分重 要的;
设计人员注重元器件的功能与性能,不关心其“质量等级”;
元器件的采购缺乏“质量等级”概念“,渠道不畅、不稳;
元器件的使用:近一半的元器件失效并非由于元器件本身的 固有可靠性不高,而是由于使用者对元器件选择不当或使用有 误。航天部半导体器件失效分析中心的统计数字:
年份
1989
比例(%) 61
使用失效的比例
1990
1991
40
56
1992 45
1993 46
导体集成电路总技术条件》的Ⅰ类产品 类产品
按 GBJ597-88 的筛选要求进行筛选的 B2 按“七九○五”七专
B
B1
质量等级的产品,执行 SJ331-83 的Ⅱ类产 质量控制技术协议组 0.5

织生产的产品
B2
执行 SJ331-83 的Ⅲ类产品
C1
执行 SJ331-83 的Ⅳ类产品
C
低档产品或用有机材料(如环氧树脂等)
电子产品可靠性设计分析方法
北京航空航天大学可靠性工程研究所 北京现代青亚科技有限公司
22.09.2019
Reliability Design and Analysis
1
电子产品可靠性设计分析方法
电子元器件的选择与使用(GJB546-88,电子元 器件可靠性保证大纲 )
降额设计(GJB/Z35-93,元器件降额准则 ) 热分析热设计(GJBZ27-92,电子设备可靠性热
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