元器件可靠性培训.ppt

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1、电子元器件的可靠性---2013年12月目录•1.可靠性的概论•2.可靠性试验的分类•3.元器件试验的方法与设备•4.失效模式与失效机理•5.失效分析1可靠性概念1.1什么是可靠性？可靠性定义：产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。该定义明确指出评价一个产品的可靠性，与规定的工作条件和规定的工作时间有关，也与规定产品应完成的功能有关。而“三个规定”是理解可靠性概念的核心。“产品”：新版ISO9000中定义的硬件和流程性材料等有形产品以及软件等无形产品。在这里，我只把“产品”定义缩小为零件，元器件，部件，设备或系统。规定的工作条件：指产品工作时所处的环境条件、负荷条件和

2、工作方式。1可靠性概念环境条件一般分为气候环境和机械环境。负荷条件是指电子元器件所承受的电、热、力等应力的条件。工作方式一般分为连续工作或间断工作，不工作的情况属于存贮状态。n气候环境：温度、湿度、气压、盐雾、霉菌、辐射等n机械环境：振动，冲击，碰撞、跌落、离心、摇摆等n电应力：静电，浪涌，过电压，过电流，噪声n温度应力：高温，低温，温度循环1可靠性概念规定的时间：“规定的时间”是指评价电子元器件的可靠性和规定的时间有关。可靠性本身就是时间的函数，要保持电子元器件全部性能处于良好的工作状态，时间长比时间短更困难。在同一工作条件下，保持的时间越长可靠性越高。所以，在讨论电子元器件可靠性

3、时，必须指明在多长时间内的可靠性。n平均寿命：元器件n平均故障间隔时间（MTBF)：整机设备1可靠性概念1.2可靠性试验的目的可靠性试验是对产品进行可靠性调查、分析和评价的一种手段。试验结果为故障分析、研究采取的纠正措施、判断产品是否达到指标要求提供依据。具体目的有：(1)发现产品的设计、元器件、零部件、原材料和工艺等方面的各种缺陷；(2)为改善产品的完好性、提高任务成功性、减少维修人力费用和保障费用提供信息；(3)确认是否符合可靠性定量要求。1可靠性概念1.3可靠性常用术语和主要特征量可靠性是一项重要的质量指标，只是定性描述就显得不够，必须使数量化，这样才能进行精确的描述和比较。可

4、靠性的定量表示有其自己的特点，由于使用场合的不同，还难用一个特征量来完全代表。Ø可靠度R或可靠度函数R(t)产品的可靠度是指产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功率的功率.假设规定的时间为t,产品的寿命为T,在一批产品中的寿命有毒T＞t,也有的T≤t,从概率论角度可将可靠度表示为T＞t的概率，即R(t)=P(T＞t)1可靠性概念在数值上，某个事件的概率可以用试验中的该事件发生的频率来估计。例如取N0个产品进行试验，若在规定的时间t内有r(t)个产品失效，则此时还有N0-r(t)个产品可以完成规定的功能。在N0足够大时，可靠度的估计值为N0-r(t)r(t)R(t)==1-0≤R(t

5、)＜1N0N0从可靠度的定义可知，可靠度是对一定的时间而言的，如果规定时间的不同，可靠度的数值也不同。因此，可靠度R是时间t的函数，固又称为可靠度函数R(t)。1可靠性概念可靠度与时间的关系曲线如图1-21可靠性概念Ø累积失效概率F（t）累积失效概率——是产品在规定条件和规定时间内失效的概率，其值等于1减可靠度。也可说产品在规定条件和规定时间内完不成规定功能的概率，故也称为不可靠度，它同样是时间的函数，记作F（t）。有时也称为累积失效分布函数（简称失效分布函数）。其表示式为：F(t)=P(T≤t)=1−P(T>t)=1−R(t)从上述定义可以得出：F（0）=0，F（∞）=1。1可靠性

6、概念由此可见，R（t）和F（t）互为对立事件。失效分布函数F（t）与时间关系曲线如图1-4所示。F(t)1.00t1可靠性概念Ø失效概率密度f（t）失效概率密度——是累积失效概率对时间的变化率，记作f（t）。它表示产品寿命落在包含t的单位时间内的概率，即产品在单位时间内失效的概率。其表示式为:dF(t)f(t)F(t)dt即tF(t)f(t)dt01可靠性概念Ø失效率λ(t)失效率——是工作到某时刻尚未失效的产品，在该时刻后单位时间内发生失效的概率。记作λ(t)，称为失效率函数，有时也称为故障率函数。按上述定义，失效率是在时刻t尚未失效的产品在t~t+Δt的单位时间内发生失

7、效的条件概率，即：1(t)limP(tTttTt)（1-9）t0tλ(t)反映t时刻失效的速率，故也称为瞬时失效率。P(tTtt)P(tTttTt)P(Tt)所以式（1-9）变为：P(tTtt)F(tt)F(t)dF(t)1(t)linlint0P(Tt)tt0R(t)tdtR(t)2.可靠性试验的分类2.1电子元器件的失效规律每个电子元器件的失效虽然是个随机事件，是偶然发