可靠性系统培训教材一2013.5-2
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可靠性基础培训
小时不出现故障. 假如用户每天使用2小时，一年为720小时（360天 计算），10000小时约13年. 由MTBF=1/ λ MTBF=1/13=0.076 即该产品的平均故障率为7.6%, 一年内100台产品 平均有7.6台会出现故障.
寿命试验（MTBF）
X2 分位表
0
1
2
3
4
5
6
7
0.02
7.4594 11.2395 14.5566 17.6511 20.6079 23.4687 26.2578 28.9905
寿命试验（MTBF）
加速寿命测试
基本上，加速壽命試驗是在物理與時間上，加 速產品的劣化肇因，以較短的時間試驗，並據以推 定產品在正常使用狀態的壽命或失效率 .
加速壽命試驗之基本條件是不能破壞原有特性 要儘量選擇失效機構不變化的試驗條件，或失效機 構容易單純化的試驗條件，使加速壽命試驗結果之 適用範圍明確化.
η25＝6043×20=120860小時
即加速寿命=
L ,( 2k 2 )
2
2T ( 2k
2)
* A (加速因子)
加速寿命测试
加速因子对照表
活化能=
25
30
25 1
30 1.9006 1
35 3.5378 1.8614
40 6.4558 3.3967
45 11.56
6.0821
50 20.329 10.696
b. K为常数 8.623X10的负5次方
c. E为 活化能系数.(一般電子產品在早天期失效之活化能約在 0.2~0.6eV之間，正常有用期失效之活化能趨近於1.0eV，而衰老期失效 之活化能將大 於1.0eV )
加速寿命测试
寿命试验（MTBF）
X2 分位表
0
1
2
3
4
5
6
7
0.02
7.4594 11.2395 14.5566 17.6511 20.6079 23.4687 26.2578 28.9905
寿命试验（MTBF）
加速寿命测试
基本上，加速壽命試驗是在物理與時間上，加 速產品的劣化肇因，以較短的時間試驗，並據以推 定產品在正常使用狀態的壽命或失效率 .
加速壽命試驗之基本條件是不能破壞原有特性 要儘量選擇失效機構不變化的試驗條件，或失效機 構容易單純化的試驗條件，使加速壽命試驗結果之 適用範圍明確化.
η25＝6043×20=120860小時
即加速寿命=
L ,( 2k 2 )
2
2T ( 2k
2)
* A (加速因子)
加速寿命测试
加速因子对照表
活化能=
25
30
25 1
30 1.9006 1
35 3.5378 1.8614
40 6.4558 3.3967
45 11.56
6.0821
50 20.329 10.696
b. K为常数 8.623X10的负5次方
c. E为 活化能系数.(一般電子產品在早天期失效之活化能約在 0.2~0.6eV之間，正常有用期失效之活化能趨近於1.0eV，而衰老期失效 之活化能將大 於1.0eV )
加速寿命测试
输变电设施可靠性培训教材
输变电设施可靠性培训教材一、输变电设施可靠性信息系统安装说明系统文件夹名：sbd_client，点击安装文件setup图标进行程序安装，安装完成后，选择立即重新启动计算机。
重新启动计算机后，双击桌面上的输变电设施管理信心系统（网络版）图标，出现一提示框[连接不到数据库，请检查网络是否畅通及数据库服务器是否工作正常]，按确定进入如下对话框：请按上面内容填写，需注意：将用户与口令已加密处√去掉。
按确定进入注册使用单位，单击单位，选择南方地区-贵州省-铜仁供电局，在铜仁供电局处打上标注，按返回即可，系统自动生成注册码，按确定进入输变电可靠性管理信息系统，选择各自的单位然后输入密码（以各单位拼音第一字母为密码）即可进入。
修改密码：进入系统后，可以自行修改密码，选中：文件—更改密码即可。
二、输变电设施可靠性基础数据1、统计设施的种类统计的输变电设施包括：变压器、电抗器、断路器、电流互感器（不含附设于变压器、断路器内不作独立设施注册的套管型电流互感器）、电压互感器（含电容式电压互感器）、隔离开关、避雷器、耦合电容器、阻波器、架空线路、电缆线路、全封闭组合电器(以下简称GIS)、母线等。
统计中的变电设备既包括升压设备，也包括降压设备。
2、统计单位变压器——三相变压器为台；单相变压器一相为1台(包括备用相)。
电抗器——台；断路器——三相为1台；隔离开关——三相为1台；中性点隔离开关单相为1台；架空线路——100km（架空线路统计长度按每回线路的杆线长度计算）；电缆线路——km；GIS——套，一个变电（升压）站内一个电压等级并一次建成的全封闭组合电器，称为一套全封闭组合电器。
母线——段，指变电（升压）站中的母线系统，包括与母线相连结的全部引线。
其它设施一律按相统计并分别注册。
3、变电站代码的填写。
变电站代码规定为6位。
说明：第1位码为变电站性质码：降压变电站编码用1表示；升压变电站编码用3表示。
第2位码为变电站电压等级标识码：（1）110kV及以上电压等级变电站取该电压等级的第一位数字。
可靠性培训教材-可靠性预计
内容提纲：•可靠性预计技术基础•机械、电子类器件的可靠性预计技术•系统可靠性预计技术•可靠性预计与产品设计的融合可靠性预计技术基础1、可靠性预计技术发展状况2、可靠性的基本概念和目前适合于工程需求的可靠性预计标准及指导手册，各种标准和技术手册的适用范围3、进行可靠性预计的技术准备机械、电子类器件的可靠性预计技术1、可靠性预计模型的选择技术2、可靠性模型中各种因素的敏感性分析3、可靠性关键因素和重要因素的确定系统可靠性预计技术1、串联、并联等多种可靠性模型的应用2、与任务剖面结合的可靠性建模技术3、多态系统的可靠性建模技术与常见的评价指标可靠性预计与产品设计的融合1、可靠性预计结果的分析结果的反馈2、产品设计中对可靠性预计结果分析的控制3、预计迭代过程可靠性预计技术发展状况可靠性预计技术发展状况系统可靠性：数据的积累和分析找到了相当部分电子元器件、典型机械零部件的预计模型，形成专业工具典型：半导体、齿轮等专业可靠性：专业可靠性技术的发展促使专业可靠性预计技术的发展典型：机械可靠性理论的发展和专业工具的进步使机械可靠性预计成为可能，形成专业工具其他：新的可靠性技术的出现可靠性相关概念可靠性相关概念•可靠性（三规定、一个能力）•基本可靠性（维修）•任务可靠性（任务）可靠性概念可靠性指标规定的时间 规定的条件 规定功能系统可靠性预计技术0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 0.00.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 可靠性与时间的关系可靠性预计标准和指导手册常用可靠性预计标准和指导手册•MIL－HDBK－217F•GJB299•BELLCORE•NPRD／EPRD•NSWC•PRISM•英国电信、法国电信等•GJB813 可靠性模型的建立与可靠性预计•其他行业性可靠性预计标准可靠性预计标准和指导手册可靠性预计概念与对象•可靠性预计定义？•可靠性预计内容元器件、零部件系统单元级系统级可靠性预计相关概念系统与单元的概念•系统是完成特定功能的综合体，是若干工作单元的有机组合•系统和单元的概念是相对的，由许多元器件组成的整机可以看成一个系统，由许多整机和其他设备可以组成大型复杂系统任务分析与结构功能分解•确定系统的全部任务•任务阶段的划分•结构分解•环境分析•任务周期分析•确定工作模式•确定系统的全部任务侦察轰炸扫射／截击客运货运救险／救护……•任务阶段的划分卫星与运载火箭分离卫星起旋运送工件到机床远地点发动机点火定点入轨 加工清洗装夹工件系统准备阶段 卸工件测量入库 ……时间•结构分解发动机底盘车身电气设备机体曲柄连杆机构冷却系……传动系行驶系转向系制动装置电源组汽车照明信号装置发动机起动系和点火系车体车门……齿轮……………………………………开关………………………………………………环境分析•温度•振动•冲击预期时间•加速•辐射•……任务周期分析•每一任务阶段的持续时间、距离、周期数等•各单元在每一任务阶段里必须完成的功能是什么？并包括成功标准或故障标准的说明书•在各任务阶段里每一状态（工作、不工作、间歇工作）总的预期时间、周期数等可靠性预计技术准备确定工作模式•功能工作模式：有些多用途产品需要用不同设备或机组完成多种功能•替换工作模式：当产品有不止一种方法完成某一种特定功能时，它就具有替换工作模式可靠性预计步骤综合•理解产品或系统（包括系统组成、工作条件、任务剖面和完成功能等）；•明确系统的故障判剧；•绘制系统的可靠性框图，可靠性框图绘制到最低一级功能层；•建立系统可靠性数学模型；•分别预计各个底层单元的可靠性；•根据系统可靠性数学模型预计系统的基本可靠性或任务可靠性；•将可靠性预计结果反馈到其它技术和方法中。
品质理念之可靠性工程培训课件ppt(61张)
（它表示在时刻t后的一个单位时间内,产品的故障数与总产品
数之比,是时间的函数）。它是累积故障分布函数的导数。
f(t)=F(t)
如果已知故障数据，且产品数N 相当大，则可求出每个时间间 隔Δt内的故障数Δr(t)，从而得到平均经验故障密度
fˆ(t)= Δr(t) = ΔF(t) N0Δt Δt
故障密度是表示故障概率分布的密集程度，或者说是故障概 率函数的变化率
累计 失效 百分 比
B
A
0 500
4500 5000 h
主要由于设计、制造、贮存、运输等形成的缺陷，以及调试、跑 合、起动不当等人为因素所造成的。
失效主要由非预期的过载、误操作、意外的天灾以及一些尚不清 楚的偶然因素所造成。
由于产品已经老化、疲劳、磨损、蠕变、腐蚀等所谓有耗损的原 因所引起的。
4、R(∞)＝0，F(∞)＝1这表示只要时间充分长，产品终究都会失效； 5、0≤R(t)≤1，0≤F(t)≤1,即可靠度和故障分布函数之值介于0和1
之间。
可靠度R(t)、故障分布函数F(t)与时间t的关系
F(t) F(t)
R(t)
0
F(t)、R(t)与t的关系
t
（二）故障分布密度函数
时刻t后单位时间发生故障的概率，并称其为故障分布密度函数
(t) liF m (t t) F (t)•1 F '(t)f(t)
t 0
t
R (t) R (t) R (t)
设在t= 0时有N 0个产品投试，到时刻t已有r(t)个产品失效，尚有 N 0-r(t) 个产
品在工作。再过Δt时间，即到t +Δt时刻， 有Δr(t)=r(t+Δt)-r(t) 个 产品失效。产品在时刻t前未失效而在时间（t, t +Δt）内失效率为
数之比,是时间的函数）。它是累积故障分布函数的导数。
f(t)=F(t)
如果已知故障数据，且产品数N 相当大，则可求出每个时间间 隔Δt内的故障数Δr(t)，从而得到平均经验故障密度
fˆ(t)= Δr(t) = ΔF(t) N0Δt Δt
故障密度是表示故障概率分布的密集程度，或者说是故障概 率函数的变化率
累计 失效 百分 比
B
A
0 500
4500 5000 h
主要由于设计、制造、贮存、运输等形成的缺陷，以及调试、跑 合、起动不当等人为因素所造成的。
失效主要由非预期的过载、误操作、意外的天灾以及一些尚不清 楚的偶然因素所造成。
由于产品已经老化、疲劳、磨损、蠕变、腐蚀等所谓有耗损的原 因所引起的。
4、R(∞)＝0，F(∞)＝1这表示只要时间充分长，产品终究都会失效； 5、0≤R(t)≤1，0≤F(t)≤1,即可靠度和故障分布函数之值介于0和1
之间。
可靠度R(t)、故障分布函数F(t)与时间t的关系
F(t) F(t)
R(t)
0
F(t)、R(t)与t的关系
t
（二）故障分布密度函数
时刻t后单位时间发生故障的概率，并称其为故障分布密度函数
(t) liF m (t t) F (t)•1 F '(t)f(t)
t 0
t
R (t) R (t) R (t)
设在t= 0时有N 0个产品投试，到时刻t已有r(t)个产品失效，尚有 N 0-r(t) 个产
品在工作。再过Δt时间，即到t +Δt时刻， 有Δr(t)=r(t+Δt)-r(t) 个 产品失效。产品在时刻t前未失效而在时间（t, t +Δt）内失效率为
可靠性培训教材FMEA课件
Effect
Analysis
• 故障模式影响分析（Failure Mode and Effects Analysis， 简记为FMEA）
• 是分析系统中每一产品所有可能产生的故障模式及其对系 统造成的所有可能影响，并按每一个故障模式的严重程度 、检测难易程度以及发生频度予以分类的一种归纳分析方 法。
FMEA的其它几种叫法
• PFMEA
• Potential Failure Mode and Effects Analysis
• PMEA
• Problem Mode and Effects Analysis
• FMECA
• Failure Mode Effects & Criticality Analysis
预计效果 试验效果 实际效果
FMEA的效益
– 改进质量、生产率、可靠性和安全性 – 改善企业形象，提高竞争力 – 提高顾客的满意度 – 减少招回的风险 – 降低产品开发的时间和费用 – 对减少风险的活动或措施进行存档和追踪
第三部分 FMEA的分析流程
第一步：确定FMEA的分析计划 第二步：成立FMEA的分析小组 第三步：确定分析的必要输入 第四步：实施FMEA 第五步：纠正措施的落实
装配和最后完工/尖响声和卡塔响声不符合要求，多数顾 4 客发现有缺陷（多于75％）
装配和最后完工/尖响声和卡塔响声不符合要求， 50％的 3 顾客发现有缺陷。
装配和最后完工/尖响声和卡塔响声不符合要求，有辨识 2 能力的顾客发现有缺陷（多于25％）。
没有可识别的影响
1
故障原因分析
• 故障原因
• 自身的那些物理、化学或生物变化过程等直接原因 • 其他产品的故障、环境因素和人为因素等引起的间接故障原
可靠性基础知识培训教材PPT课件
➢可靠性的基本概念 ➢可靠性设计与分析技术 ➢可靠性试验 ➢可信性管理
FLJIN 2011年6月
1
整体概况
概况一
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01
概况二
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02
概况三
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03
2
可靠性的基本概念
一、故障（失效）及其分类 1. 故障（失效） ：产品或产品的一部分不能或将不 能完成预定功能的事件或状态。对于不可修的产品 如电子元器件和弹药等也称失效。 2．故障分类 故障的规律 早期故障、偶然故障、耗损故障 故障的后果 致命性故障、非致命性故障 故障的统计特性 独立故障、从属故障
2．完全修复的产品
M T M B T ∫ 0 ∞ F R t T dF t
18
可靠性的基本概念
（五）贮存寿命 产品在规定条件下贮存时，仍能满足规定质量
要求的时间长度。
（六）平均修复时间（MTTR）
MTTR∑ n ti / n
i1
式中ti：第i次修复时间 n：修复次数
19
可靠性的基本概念
可用性：产品在任意时刻需要和开始执行任务时，处
可靠性的基本概念
九、浴盆曲线 1．早期故障期 2．偶然故障期 3．耗损故障期
A 规定的故障率
使用寿命
B
维修后故 障率下降
早期故障
偶然故障
t 耗损故障
21
可靠性的基本概念
十、可靠性与产品质量的关系
产品质量
性能指标
专门特性（包括可靠性、维 修性、保障性等）
22
基本可靠性设计与分析技术 一、可靠性设计的基本内容
常用方法：评分分配法；比例分配法 评分分配法
FLJIN 2011年6月
1
整体概况
概况一
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概况二
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概况三
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03
2
可靠性的基本概念
一、故障（失效）及其分类 1. 故障（失效） ：产品或产品的一部分不能或将不 能完成预定功能的事件或状态。对于不可修的产品 如电子元器件和弹药等也称失效。 2．故障分类 故障的规律 早期故障、偶然故障、耗损故障 故障的后果 致命性故障、非致命性故障 故障的统计特性 独立故障、从属故障
2．完全修复的产品
M T M B T ∫ 0 ∞ F R t T dF t
18
可靠性的基本概念
（五）贮存寿命 产品在规定条件下贮存时，仍能满足规定质量
要求的时间长度。
（六）平均修复时间（MTTR）
MTTR∑ n ti / n
i1
式中ti：第i次修复时间 n：修复次数
19
可靠性的基本概念
可用性：产品在任意时刻需要和开始执行任务时，处
可靠性的基本概念
九、浴盆曲线 1．早期故障期 2．偶然故障期 3．耗损故障期
A 规定的故障率
使用寿命
B
维修后故 障率下降
早期故障
偶然故障
t 耗损故障
21
可靠性的基本概念
十、可靠性与产品质量的关系
产品质量
性能指标
专门特性（包括可靠性、维 修性、保障性等）
22
基本可靠性设计与分析技术 一、可靠性设计的基本内容
常用方法：评分分配法；比例分配法 评分分配法
可靠性试验培训 PPT课件
设备能力 温度：105.0~133.3℃（at 100%RH）
110.0~140.0℃（at 85%RH） 118.0~150.0℃（at 65%RH） 湿度：65~100%RH 精度：温度±0.5℃/湿度±3%RH（at 85%RH） 常规条件： ①130℃，85%RH ②110℃，85%RH
高加速寿命试验箱
可靠性试验项目
高温贮存试验 HTST High Temperature Storage
试验目的： 评定产品承受长时间施加高温应力下工作或贮存的适应能力。
标准 JESD22-A102
JESD22-A110 JESD22-A118
JESD22-A113
GB/T 4587
GB/T 4587 JESD22-A108 GB/T 2423.28 JESD22-B106 JESD201 JESD22-A121
可靠性常用试验
常规试验分类
气候环境试验 高温贮存试验（HTST） 稳态湿热试验 （THT） 低温贮存试验（LTST） 高压蒸煮试验（PCT） 温度循环试验（TCT） 高速老化寿命试验（uHAST)
湿度对产品的影响：腐蚀、离子迁移、扩散、水解、爆裂、霉菌
14
环境应力与失效的关系
3 冷热温度冲击对产品的影响 高温和低温的失效都会反映在冷热温度冲击试验中，冷热冲击试验只是 加速了高温和低温失效的产生。下面归纳了实际生产或使用环境中存在 的具有代表性的冷热温度冲击环境，这些冷热冲击环境常常是导致产品 失效的主要原因。 1．温度的极度升高导致焊锡回流现象出现； 2．启动马达时周围器件的温度急速升高，关闭马达时周围器件会出现温 度骤然下降； 3．设备从温度较高的室内移到温度相对较低的室外，或者从温度相对较 低的室外移到温度较高的室内； 4．设备可能在温度较低的环境中连接到电源上，导致设备内部产生陡峭 的温度梯度。在温度较低的环境中切断电源可能会导致设备内部产生相 反方向陡峭的温度梯度； 5．设备可能会因为降雨而突然冷却； 6．当航空器起飞或者降落时，航空器机载外部器材可能会出现温度的急 剧变化。
110.0~140.0℃（at 85%RH） 118.0~150.0℃（at 65%RH） 湿度：65~100%RH 精度：温度±0.5℃/湿度±3%RH（at 85%RH） 常规条件： ①130℃，85%RH ②110℃，85%RH
高加速寿命试验箱
可靠性试验项目
高温贮存试验 HTST High Temperature Storage
试验目的： 评定产品承受长时间施加高温应力下工作或贮存的适应能力。
标准 JESD22-A102
JESD22-A110 JESD22-A118
JESD22-A113
GB/T 4587
GB/T 4587 JESD22-A108 GB/T 2423.28 JESD22-B106 JESD201 JESD22-A121
可靠性常用试验
常规试验分类
气候环境试验 高温贮存试验（HTST） 稳态湿热试验 （THT） 低温贮存试验（LTST） 高压蒸煮试验（PCT） 温度循环试验（TCT） 高速老化寿命试验（uHAST)
湿度对产品的影响：腐蚀、离子迁移、扩散、水解、爆裂、霉菌
14
环境应力与失效的关系
3 冷热温度冲击对产品的影响 高温和低温的失效都会反映在冷热温度冲击试验中，冷热冲击试验只是 加速了高温和低温失效的产生。下面归纳了实际生产或使用环境中存在 的具有代表性的冷热温度冲击环境，这些冷热冲击环境常常是导致产品 失效的主要原因。 1．温度的极度升高导致焊锡回流现象出现； 2．启动马达时周围器件的温度急速升高，关闭马达时周围器件会出现温 度骤然下降； 3．设备从温度较高的室内移到温度相对较低的室外，或者从温度相对较 低的室外移到温度较高的室内； 4．设备可能在温度较低的环境中连接到电源上，导致设备内部产生陡峭 的温度梯度。在温度较低的环境中切断电源可能会导致设备内部产生相 反方向陡峭的温度梯度； 5．设备可能会因为降雨而突然冷却； 6．当航空器起飞或者降落时，航空器机载外部器材可能会出现温度的急 剧变化。
可靠性工程培训教材_PPT幻灯片
·对产品性能、精度、寿命、可靠性、安全性影响较大的关键工序； ·工艺上有特殊要求，对下面的工序影响较大者； ·生产不良品较多的工序。
三、工序能 力的调 查
工序能力的调查主要是了解控制特性值的波动情况，找出影响工序品质的主要 因素和具体原因，为进行工序设计、编制工艺规程、制定作业指导书、设立管 理点、决定产品检验方式等提供资料和依据。
管理
人 激励 材料 机器和机械化 现代信息方法 产品规格要求
QE所关注的重点
企业必须具有高度的灵活性
管理注意力集中于品质成本领 域
品质管理部门必须安排整个生 产过程的品质检验方法以确保 最终品质
知识经济的发展产生了对系统 工程师的需求
突出提高品质教育和提高品质 意识
出于对生产成本和品质要求的 考虑，材料要进行精确的控制
提高设备的利用率与有效产出 品率
数据处理方法能提供有用、准 备、及时的预测信息
产品安全性和可靠性
QE的工作事项举例 新产品和改进产品中所用的材料和工艺方法的 试验、验证和可行性分析报告
生产中的废品和返修品对品质成本影响程度的 监控与分析
当出现偏离品质标准时，如何分配各相关部门 负责采取措施？
如何设计、建立和运转各种各样的体系，保证 达到预期的目标；
。其目的是保证工序稳定地生产合格产品。其控制对象是工序形成的特性值的 波动范围(即6σ)和特性围和中心位置的主要因素，就能达到控制工序品质的目 的。
二、品质控 制点的 设置
产品品质取决于每道工序的品质，其中某些工序对产品品质的影响尤为突出。
因此，对于一些关键、复杂、难加工的工序，可将其设置为工序品质控制点， 重点加以控制，工序品质控制点设置的原则是：
强化员工工作的成就感，承认他们对实现公司 品质目标所作的贡献；
三、工序能 力的调 查
工序能力的调查主要是了解控制特性值的波动情况，找出影响工序品质的主要 因素和具体原因，为进行工序设计、编制工艺规程、制定作业指导书、设立管 理点、决定产品检验方式等提供资料和依据。
管理
人 激励 材料 机器和机械化 现代信息方法 产品规格要求
QE所关注的重点
企业必须具有高度的灵活性
管理注意力集中于品质成本领 域
品质管理部门必须安排整个生 产过程的品质检验方法以确保 最终品质
知识经济的发展产生了对系统 工程师的需求
突出提高品质教育和提高品质 意识
出于对生产成本和品质要求的 考虑，材料要进行精确的控制
提高设备的利用率与有效产出 品率
数据处理方法能提供有用、准 备、及时的预测信息
产品安全性和可靠性
QE的工作事项举例 新产品和改进产品中所用的材料和工艺方法的 试验、验证和可行性分析报告
生产中的废品和返修品对品质成本影响程度的 监控与分析
当出现偏离品质标准时，如何分配各相关部门 负责采取措施？
如何设计、建立和运转各种各样的体系，保证 达到预期的目标；
。其目的是保证工序稳定地生产合格产品。其控制对象是工序形成的特性值的 波动范围(即6σ)和特性围和中心位置的主要因素，就能达到控制工序品质的目 的。
二、品质控 制点的 设置
产品品质取决于每道工序的品质，其中某些工序对产品品质的影响尤为突出。
因此，对于一些关键、复杂、难加工的工序，可将其设置为工序品质控制点， 重点加以控制，工序品质控制点设置的原则是：
强化员工工作的成就感，承认他们对实现公司 品质目标所作的贡献；
可靠性与系统可靠性的概念课件
广义可靠性:是从工程概念出发所论及的具有 更广泛意义的可靠性。国家标准将广义可靠性定 义为：产品整个寿命周期内完成规定功能的能力。 它包括了狭义可靠性和维修性.
广义可靠性＝狭义可靠性＋维修性
可靠性与系统可靠性的概念
3
有效性（也称有用性）：可以维修的产品在某时刻具有或 维持规定功能的能力。
广义可靠性实质上就是产品的有效性
间内，软件成功地完成规定功能的能力（概 率）或不引起系统故障的能力（概率）。
可靠性与系统可靠性的概念
6
在硬件一软件系统中，有人提出系统的可靠性可表示为：
RSY=RSRHRM
式中 R S Y
RS
RH
RM
——系统可靠性； ——软件可靠性； ——硬件可靠性； ——操作者误差。
可靠性与系统可靠性的概 念
7
可靠性与系统可靠性的概念
8
四、可靠性技术的基本内容
1．可靠性基础理论 （l）可靠性数学。 在数学领域已形成了一个独立的学科 分支。 （2）可靠性物理。 60年代发展起来的。60年代前后就产 生了失效物理学。现阶段已经发展到可靠性保证阶段。 （3）可靠性管理。可靠性管理是对可靠性工作的各个环 节以及产品的全寿命周期的各项技术活动进行组织、协 调和控制，以实现既定的可靠性指标的一种方法。
年国家标准局成立“全国电工电子产品可靠性与维修
性标准化技术委员会”，使我国的可靠性研究得以蓬 勃开展，并制定了一系列的国家标准。
可靠性与系统可靠性的概念
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第三节 可靠性的特点
一、规定条件下的可比性 一个产品的可靠性受三个“规定”的限制。 （1）第一个“规定”是指因使用条件和环境条件的不同， 可靠性水平有很大差异。 （2）第二个“规定”是指规定时间的长短不同，其可靠 性也不同。 （3）第三个“规定”是指因规定的产品功能判据不同， 将得到不同的可靠性评定结果。
可靠性测试培训完整PPT学习教案
2021/6/8
例：现有100个气泵做寿命测试，3个月时有10个失 效，6个月时有30个失效，分别计算3个月和6个月 时的可靠度和累积失效概率。
解： 已知n=100,t=24*90=2160h和
t=24*180=4320h M所(以t)=：160个和月m(时t)的=3可0 靠度和累积失效概率分别为：
R（t）=【n-m(t) 】/n =【100-30 】/100=0.7
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一、产品性能检验基础知识
1.可靠性的定义
产品在规定的条件下和规定的时间区间（或 操作次数）内完成规定功能的能力
2. 术语
2.1 失效：产品不能完成所规定的功能称为失效， 对 可修复的产品则称为故障
2.2 应力：对产品的功能有影响的各种因素。作用于机 电产品的应力大致可分为：气候环境应力、机械环境应 力、生物及化学环境应力、电气应力
意义：保证产品在出厂前进行稳定期，即产品进入 使用寿命期。
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三、可靠性筛选试验
2.可靠性筛选试验的目的和意义。
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三、可靠性筛选试验
3.筛选试验的特点：
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三、可靠性筛选试验
3.筛选试验的分类：
3.1 检查筛选：目镜筛选、红外线非破坏性筛选、 X射线非破坏性筛选、颗粒碰撞噪声测试筛选、密 封性筛选、环境应力筛选。 3.2 密封性筛选。
MTTF:
对于不可修复的产品，指产品发生 失效前 的平均 工作时 间
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一、产品性能检验基础知识
3.5 可靠寿命：当可靠度等于给定值R（0 ≤ R ≤ 1） 时的产品寿命称为可靠寿命。
系统可靠性PPT课件
指数分布 正态分布 威布尔分布
et
1
e(t )2 / 2 2
2
tm
m t e m1 t0 t0
et
1
e dr (t )2 / 2 2
2 t
etm /t0
第11页/共36页
失效率λ(t)
e(t )2 / 2 2
e dr (t )2 / 2 2
t
m t m1 t0
1 系统可靠性的概念及指标
R(t) P{T t}
R(t) N0 r(t) N0
N0为产品总数，r(t)为工作到t时刻产品发生的故障数。
• 不可靠度 F(t)
F(t)=1-R(t)
第6页/共36页
F(t) r(t) N0
1 系统可靠性的概念及指标
1.3 可靠性的度量指标
例：对100个某种器件在相同条件下进行寿命试验，每工作100h测试一次，
特点：组成串联系统的单元越多，产品的可靠性第越14低页/。共36页
MTBF 1
s
1
n
i
i 1
2 系统可靠性模型
2.2串联系统可靠性模型
并联系统是最简单的冗余系统
70 工作状态
%
备用状态
并联模型：只有所有子系统都失效，系统才失效。
n个单元并联模型的不可靠度：
n
n
Fs (t) Fi (t) (1 Ri (t))
确定顶端事件
求确定分析目的及系统故障判据。
建立故障树
从顶端事件出发根据基本规则 和方法建造故障树。
定性分析
故障树的规范化；简化及模块
分解；计算故障树的最小割集。
定量分析
由各底事件发生概率计算出顶
写出分析报告，提出改进措施 事件的发生概率。
可靠性基础知识培训
6需. 要经具济体性分析、区产别品从对设待计，制造规以到定满整的个足时产间不品内同寿，命按用周规户期定的的的成程需本序要大和小。。
具体表现为设计方成法本进、行制维造修成时本，、保使持用或成恢本复，到即寿 命周期费用（L规C定C）状态的能力。
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1.3 用户对质量的要求
可靠性基础知识培训
1. 现代设计思想 2. 可靠性系统工程 3. 可靠性工程 4. 维修性工程 5. 综合保障工程 6. 案例分析
主要内容提要
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1. 质量的定义 2. 质量特性 3. 用户对质量的要求 4. 现代系统的设计思想
1 现代设计思想
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3.1.3 可靠性工程概述-故障模式3
故障的分类：
4. 某些设备，特别是一些组成复杂的大型系统，只关心任务可 靠性，也就是只对致命性故障感兴趣，于是把系统发生的故
障按其故障产生的后果划分为两大类：致命性故障和非致命 故障（致命性故障在GJB451A中称为“严重故障”）。过去 用“致命性故障间的任务时间”MTBCF作为与任务有关的一
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3.1.3 可靠性工程品进行可靠性增长中，把所收集到的故障分为 这样两大类：系统性（必然性）故障和随机性（偶然 性）故障。后者出现后，更换一只同型号规格的好品， 设备就OK，而前者，因为它由设计差错或某一固有 因素引起的，非进行设计改进（包括电气方面的，结 构以及工艺方面的改进）不可，否则，同类故障还会 再发生。这时故障分类的目的就是为了消除系统性故 障，为改进设计实现可靠性增长提供目标和对象。此 时，对偶然性故障根本不予理采。（案例：“灯驱动 电路负载能力不够。” ，“滤波钽电容烧焦。”）
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如何从工艺角度做到产品零分层
MOLDING站工艺控制要点： 1. 模温、注射压强、注射速度、合模压力、保压时间 2. 清模润模 3. 塑封胶体偏位、错位 4. 料饼回温 5. 料饼有效期 6. 塑封内部空洞控制 7. 对BGA PEELING TEST \PLASMA后时间控制 8. 产品塑封前的时间控制 9. 后固化温度和时间 10.烘箱温度均匀度 11.QFN\BGA产品压块方式和重量及垫纸方式
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LEVEL3产品防湿标签例子
• • • • • • • • • • • • •
注意: 袋内含湿敏器件 1.器件在密封袋内的寿命为：温度＜40℃，湿度＜90%下的寿命是12个 月 2.密封袋开封后，需要进行红外回流、气相回流、波峰焊或等效处理的 器件必须按照下列条件进行： a.)工厂条件为温度≤30℃，湿度≤60%时，168小时（若此处空白，参见 相邻的条码标签）内安装 b.)在湿度＜20%的环境下储存 3.若器件符合下列条件，要求安装前烘烤. a.)温度为23加减5度时，湿度指示卡的读数＞10%. b.)不符合2a或2b. 4.若要求烘烤，器件烘烤时间为: a.)低温器件容器在40℃+5℃/-0℃,5%RH下烘烤192小时 b.)高温器件容器在115℃加减5℃下烘烤8小时 口袋密封日期： (若此处空白，参见相邻的条码标签)
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框架设计和可靠性
• 抗分层设计—综合抗分层设计
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框架设计和可靠性
• • • •
抗分层设计—基岛局部镀银 框架粗化加棕色氧化 注意局部镀银框架在球焊时间过长温度过高时也容易产生产品的分层，对多排矩阵框 架要注意这一点 D/B后EPOXY CURE烘箱类型对基岛全镀银框架和局部镀银框架的可靠性有影响
功能 提供交联反应 提供交联反应 改善物理特性，降低成本 加快反应速度 联结树脂和填充料 满足 UL-94 要求 颜色 有助脱模 降低内部应力 提高流性，降低粘度 提高对 L/F，ST 粘附性 提高可靠性
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塑封料对产品可靠性的影响
1 SPIRAL FLOW （CM） 2 GEL TIME （AT 175度） 3 VISCOSITY Pa.s 4 THERMAL EXPANSION 1 *10E-5/度 5 THERMAL EXPANSION 2 *10E-5/度 6 TG 7 THERMAL CONDUCTIVITY cal/cm*sec*度 8 FLEXURAL STRENGTH AT 25度 kgf/mm*mm 9 FLEXURAL MODULUS AT 25度 kgf/mm*mm 10 FLEXURAL STRENGTH AT 240度 kgf/mm*mm 11SPECIFIC GRAVITY 12 VOLUME RESISTVITY AT 150度 OM-cm 13 UL FLAME CLASS 14 WATER ABOSORPTION (BOLLING 24 HOURS) 15 EXTRACTED NA+(PPM) 16 EXTRACTED CL-(PPM) 17 FILLER DIAMETER (um) 18 PH 19 SHORE D HARDNESS 20 SHRINKAGE
在小于30C/85%相对湿度无期限 85C/85% 168小时 在30C/60%条件下1年 85C/60% 168小时 在小于30C/60%条件下1周 30C/60% 192小时 加速=60C/60% 40小时 SAMPLE：50
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塑料封装是非气密封装
•
塑料封装属于非气密封装,塑料封装采用的塑封料和导电胶是有 一定吸水率的材料,其吸水率通常在千分之几到千分之十几左右,产 品吸收一定程度的湿气之后,在波峰焊或者红外回流焊时,湿气在高 温下迅速膨胀,从而产生产品内部的界面分层，导致连接线开路、 芯片损伤等缺点，严重的造成胶体鼓胀或裂开,即我们常说的”爆 米花”效应. • 一般来讲如回风炉温度由240°C变成260 °C ,则其蒸气压变成原 来的2.12倍. • ”爆米花”效应不是QFP产品的特有的，SOP、SSOP、TSSOP等产品 也因为吸湿经常产生
•
• • • •
5.和框架材质表面镀层质量如粗糙度、表面杂质等有关（200度2小时变色试验）
6.与产品的设计结构和各站封装工艺有关 * 所有表贴封装的产品芯片与基岛面积比最小为30%. 若低于30%需进行工程风险评估(做MSL考核), 除非该封装可靠性的项目已经覆盖该框架的该情况
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封装结构和可靠性
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导电胶对产品可靠性的影响
覆晶胶(白色硅胶)的成份和作用 化学物质名称 含量%
聚二甲基硅氧烷
二氧化硅 钛白粉 含氢硅油
94%
4% 1% 1%
• •
在产品压焊后塑封前对产品芯片表面点胶,来避免芯片电性能受塑封料应力的影 响,从而达到封装良率高而稳定的作用.但是芯片表面点胶也会影响产品散热，对 TO220来说这个工艺会造成产品使用时爆管增加。 可靠性方面是否会有影响需进一步评估。
• 框架的半腐蚀结构形成塑封料把管脚嵌住，保证了产品的机械和应力 可靠性，除了半腐蚀结构，还有开孔、开槽等类似作用的结构可以考 虑利用。
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框架设计和可靠性
• 抗拖拉设计—开孔和拐角
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框架设计和可靠性
• 抗分层设计—开槽
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框架设计和可靠性
• 抗分层设计—背面嵌套结构
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框架设计和可靠性
• 抗分层设计—背面凹坑结构
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导电胶对产品可靠性的影响
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ห้องสมุดไป่ตู้ 如何从工艺角度做到产品零分层
磨片站工艺控制要点： 1. 磨片应力控制 甚至分层 2. 芯片表面沾污 防止芯片内部受损和背面粗糙 防止芯片在D/B时芯片破裂
芯片表面胶粘层的粘污会带来一些问题 如影响打线等
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如何从工艺角度做到产品零分层
划片站工艺控制要点： 1. 芯片要防止压区腐蚀和粘污和避免静电 要控制切割水温度、加高分子处理液、去离子水加CO2后的兆数控制等 切割速度和时间的控制、刀片类型与切割工艺的匹配等 2. 芯片表面沾污 芯片表面压区粘污会很大程度的影响打线
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塑封料对产品可靠性的影响
主流塑封料及用途 G700 G770 CEL9220 CEL9240 G631G760L LGE100 KE-G1250 KE-G1280 G600 CEL7470 GE1030 G630 CEL1702 SL7300 KL6500 KL6800 KL7000 MP8000CH4 KL4500 MP8000AN SL7200 SP-G260 EMG-350 KL1000
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产品防湿等级试验流程
*****
芯片来源更换时可以也按照流程做可靠的实验,正常后再开始批量生产
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湿气敏感等级和那些因素有关
• • • • • • • 1.和封装形式有关,湿气敏感度按照封装形式由强到弱的大致顺序为 BGA\TQFP\LQFP\QFP\TSSOP\SSOP\SOP\SOT\TO\SDIP\DIP 2.和塑封材料吸水率、粘结力、耐高温性能有关 3.和导电胶的挥发物、吸水率、粘结力、耐高温性能有关 4.和产品的芯片大小、封装的引线框架基岛大小、封装体内塑封料本身 结合面积占塑封体面积、胶体结合面长度与厚度比有关
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如何从工艺角度做到产品零分层
时间控制：
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如何从工艺角度做到产品零分层
时间控制：
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如何从工艺角度做到产品零分层
时间控制：
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如何从工艺角度做到产品零分层
T/P站工艺控制要点： 1. 去胶方式的选择 2. 避免选择酸性软化液 3. 露基岛的产品不可以电解 4. 高压水的压力和链速的控制（要避免个别产品共振） 5. 各站液体喷嘴的位置和防堵 6. 软化的温度和时间 7. 前处理的工艺 8. 后处理工艺 9. 各槽药液的分析、添加、更换控制 10. 易焊性 11. 是否电解 12. 磨胶工艺----------现在一般不在用了
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塑封料对产品可靠性的影响
我们需要什么样的塑封料 高粘结力 低吸水率 高抗弯强度 PH值5.2~7.5 低卤素 低应力 高稳定性
1.对薄形而且面积大的产品要充分考虑料饼的吸湿性带来的失效风险，以及料饼 收缩带来的产品翘曲。 2.对芯片在塑封体内占的面积很大的时候，必须考虑到冲切等时候受的力很多直 接加到芯片上，塑封料的抗弯强度、模量要被考虑。 3.对散热要求高的产品更应充分考虑塑封料的散热系数、玻璃化温度与对低应力 的要求的均衡，事实上塑封料的高散热系数与低应力有时侯是一对矛盾，必 要时可以采用添加了高散热材料的塑封料。 4.数字通信的（高频率的）、功率的、电源调整的、CMOS（栅的厚度与α1的要 求有直接的关系）、存储器类的等特殊要求要被充分考虑。 5.大量生产前做好小批量试验和确认工作。
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塑封料对产品可靠性的影响
塑封料对产品可靠性的影响是非常大的
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塑封料对产品可靠性的影响
塑封料的成分
成分 树脂 硬化剂 填充料 催化剂 耦合剂 阻燃剂 着色剂 润滑剂 应力释放剂 流性提高剂 粘附提高剂 离子获取剂
重量 % 5-20 3-10 70-90 <2 <1 <3 <1 <1 <3 <3 <1 <1
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如何从工艺角度做到产品零分层
D/B站工艺控制要点： 1. 银浆的寿命 2. 使用前的搅拌 3. 银浆厚度控制 4. 芯片倾斜控制 5. 芯片背面顶针印控制 6. 芯片蓝膜防刺破 7. 芯片防压伤（对65nm及以下的更要注 意） 8. 芯片防静电 9. 银扩散的控制 10. 空洞控制 11. 在线时间控制 D/B站工艺控制要点：（烘箱） 1. 烘烤温度曲线 2. 烘烤时挥发物的挥发（QFN密度 高，挥发物更多，烘箱要易于挥 发物的挥发） 3. 烘箱氮气流量 4. 烘箱类型 5. 烘箱抽风风速 6. 烘箱温度均匀性 7. 产品放置的数量 8. 料盒和花篮设计是否利于挥发物 的挥发 9. 料盒与风的方向 10. 内部风的循环路线 11. 定期的清洁，包括对后部抽风管 的清洁