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嘉峪檢測網(wǎng) 2024-06-07 19:26
談“量化”的原因:感覺可靠性工程師最關(guān)注元器件失效率量化數(shù)據(jù)。參加一個可靠性活動,幾期下來上百個問題,把問題簡要分類,發(fā)現(xiàn)“量化”是最關(guān)注的問題,最直接的是某類器件的失效率數(shù)據(jù)。還有一個前同事參與一個復(fù)雜設(shè)備的可靠性活動,就是提供量化數(shù)據(jù), 不知為什么,特別是后面效果如何?這里說說自己對元器件失效率“量化”的一點認識。
可靠性指標(biāo):對可靠性參數(shù)明確要求的量值,失效率沒有描述失效的實質(zhì)內(nèi)容:失效模式和失效機理。一般通過四個方面來表征硬件的可靠性:
1、初始性能及其隨時間的變化量,即產(chǎn)品性能特性的穩(wěn)定性描述——參數(shù)壽命特征。
觀察變化量是否在允許的變化范圍內(nèi),并有必要為用戶提供產(chǎn)品主要性能參數(shù)的變化曲線。
2、環(huán)境適應(yīng)能力:即產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性。一個元器件產(chǎn)品首先應(yīng)能適應(yīng)預(yù)期的微環(huán)境。
3、失效率及壽命(數(shù)字)規(guī)定功能、規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)發(fā)生失效的概率,不能離開前提條件而孤立的講失效率等級。
4、失效模式、機理及其分布,失效模式相當(dāng)于病癥,失效機理則相當(dāng)于病理。
再談量化的時候,實際就更具體了,現(xiàn)代可靠性水平下的元器件可靠性的“量化”評價實際是一個系統(tǒng)信息的綜合判斷,不是靠最后的鑒定實驗來給出。從業(yè)界實踐看,現(xiàn)代高水平的可靠性水平評價包含的主要方面:
1、可靠性風(fēng)險識別及可靠性設(shè)計、分析結(jié)果;
2、結(jié)合不同風(fēng)險的可靠性驗證結(jié)果(可能包含壽命實驗、強化實驗及常規(guī)的認證實驗)
3、影響可靠性結(jié)果的關(guān)鍵參數(shù)一致性信息。
結(jié)合三個大的方面的信息,綜合判斷產(chǎn)品是否能夠滿足設(shè)計目標(biāo),甚至超越目標(biāo)。
從上面簡述可以看出,要有信心的給出元器件的失效率數(shù)據(jù),需要采集較多信息。如果能夠用這些數(shù)據(jù),表示整個系統(tǒng)比較完整,如軍方的元器件數(shù)據(jù),從設(shè)計、驗證到生產(chǎn)線的受控比較完備。而消費端的器件信息,廠家完全給用戶或者一次性給用戶基本不可能,與使用方和供方的合作關(guān)系有關(guān)。同時,發(fā)展變化較快,總是有一個成熟階段。對可靠性設(shè)計工程師,怎樣來認識元器件的失效率數(shù)據(jù)并應(yīng)用呢?簡要說一下:最最重要的是“相對論”,而不是拿到個絕對數(shù)據(jù)就萬事大吉。
失效率數(shù)據(jù)主要有三大來源:業(yè)界組織發(fā)布,自己公司歷史數(shù)據(jù),廠家發(fā)布數(shù)據(jù)。不管哪個來源數(shù)據(jù),從產(chǎn)品設(shè)計角度都有些不足(不詳述,各自可以腦補)。從我看,最主要的是大家對量化的絕對化需求,與實際操作有較大差距,基本不可行。所以首先要明確“相對論”,就是首先要知道這套數(shù)據(jù)背后影響可靠性結(jié)果的相關(guān)要素,然后看可靠性影響要素“變化”,大致就知道新設(shè)計在原來基礎(chǔ)上可能帶來的影響及”風(fēng)險“,需要進一步確認的信息,可靠性設(shè)計活動就進行下去了,可以說總是在“量化“的路上。后面這句是曾經(jīng)一個產(chǎn)品線專家聽我訴說后總結(jié)的,自己認可。
作為一個可靠性設(shè)計工程師,怎樣來建立元器件失效率基礎(chǔ)數(shù)據(jù)呢?簡要說一下:
1、持續(xù)收集自己產(chǎn)品的歷史數(shù)據(jù)并規(guī)范化,以便對平均值有個基本判斷。隨著數(shù)據(jù)變化,公司的可靠應(yīng)用能力會有變化,判斷”變異“也會越來越清楚。
2、堅持收集廠家具體型號的可靠性相關(guān)信息,信息積累越完整,越能評估公司的可靠性系統(tǒng)能力。
隨著自己對數(shù)據(jù)量化結(jié)果影響因子的深入,對于現(xiàn)代電子產(chǎn)品的可靠性數(shù)據(jù),會發(fā)現(xiàn)與 217的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)有較大差異,現(xiàn)在電子元器件的可靠性水平很高(在自己的應(yīng)用條件下)特別是支撐這個數(shù)據(jù)的系統(tǒng)如果管理不善,出現(xiàn)”批次事故“,而沒有應(yīng)急機制,那將真的成為組織的”事故“。這種批次事故對復(fù)雜產(chǎn)品影響會更大,對組織能力是一種考驗。
附:對有些廠家還在用的 MIL-HK-217 的要素進行簡要說明。(主要源于《電子產(chǎn)品可靠性預(yù)計》)
1、這個數(shù)據(jù)主要源于美軍方相關(guān)企業(yè)型號的信息,整個質(zhì)量可靠性系統(tǒng)管理是比較完整的。那么,對于民用的電子產(chǎn)品型號,整個可靠性系統(tǒng)是否有這能力呢?這個基礎(chǔ)信息要有。
2、217 不考慮 行業(yè)發(fā)展趨勢的影響, 就是基本數(shù)據(jù)變化不大,但民營產(chǎn)品的元器件的技術(shù)肯定在變。有些對結(jié)果好,有些需要特別措施才能保證,特別是一些”降成本“引入的型號,要實現(xiàn)降成本不降質(zhì)量,需要用戶和供應(yīng)商的目標(biāo)和措施都到位。
3、實際應(yīng)用應(yīng)力,如”溫循“,隨著 IC 的發(fā)展,溫變可能的影響增大,自己的產(chǎn)品是不是還可以不考慮這個應(yīng)力呢?
業(yè)界用得最多的預(yù)計方法MIL-HK-217的特性:
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特性 |
MIL-HK-217 |
|
預(yù)計多個元器件的工作失效率 |
是 |
|
預(yù)計多個元器件的非工作失效率 |
否 |
|
失效率模型考慮行業(yè)發(fā)展趨勢(增長因素) |
否 |
|
假定恒定失效率-器件失效率可相加 |
是 |
|
包括的環(huán)境類別 |
18種 |
|
包括的電子部件類別 |
大多數(shù)· |
|
模型考慮工作溫度· |
是 |
|
模型考慮溫度循環(huán) |
否 |
|
模型考慮生產(chǎn)控制/篩選級 |
是 |
|
提供部件數(shù)方法 |
是 |
|
提供部件應(yīng)力方法 |
是 |
|
考慮系統(tǒng)級設(shè)計和生產(chǎn)因素 |
否 |
|
提供分析現(xiàn)場數(shù)據(jù)的方法 |
是 |
|
考慮軟件 |
否 |
|
考慮機械部件 |
否 |

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