六性分析报告

1、六性分析报告The document was prepared on January 2, 2021编号： 376MHz/418MHz双模吸盘天线可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性、环境适应性分析报告拟制：审核：批准：XXXX科技有限公司二零一三年三月1概述为确保产品质量符合要求，达到顾客满意，根据GJB9001B-2009质量管理休系 要求的规定，对该产品的可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性、环境适应性进行分析。2可靠性分析元器件清单元件选型上天线护套玻璃钢经过 GJB150环境试验，高频接头采用国标黃铜加工表面镀涂处理，接头采用316#不锈钢材质，保证了气路可靠性；测控系统元件选择

2、汽车级或者军品级的元件，工作温度覆盖系统工作温度范围，并经过筛选，具有较高的可靠性。可靠性预计本器件所采用的元器件有 7类13种共57个。其中任一元器件失效，都将造成整 个器 件失效，即器件正常工作的条件是各元器件都能正常工作。因此，本器件的可鼎性模型是一个串联模型。该器件是可修复产品，寿命服从指数分布，根据可靠性理论，其平均故障间隔时间与失效率成反比，即：MTBF 二 1/工 £所用元器件均是通用或固化产品，其质量水平、工作应力及环境条件都相对固 定，其 失效率因子等有关可靠性参数可参考 GJB/Z299C-2006 电子设备可靠性预计手 册 ，从 而采用应力分析法来预计本器件的可

3、靠性指标。本器件一般内置于系统机箱内，使用大环境是舰船中板或舰船舱内，其环境代号 Ns2, 工作温度-40 °? +70° C,现计算其可鼎性指标。2. 2. 1 PIN 二极管的工作失效率坷 |本器件使用 P 叮二极管，其工作失效率模型为(2)式中：九基本失效率， l(T/h ；冗 E 环境系数；冗 Q - 质量系数；兀 K 一一种类系数。山表5. 3. 11T查得基本失效率心二 Xl()f/h ;山表 5. 3. 1 1 -2查得环境系数矶二 14；由表 5. 3. 11-3查得质量系数二；由表 5. 3. 11-4查得种类系数兀二；本器件中使用了18只PIN二极管，故

4、其工作失效率为：2.2.2片状电容器的工作失效率心2本器件选用的片状电容器，其工作失效率模型为：久 2 =几尹0Q兀CV兀皿ch( 3 )九一一基本失效率，10/h ；环境系数 ;兀 Q - 质量系数； 仇 V 电容量系数；兀 K 种类系数；九一一表面贴装系数。山表 5. 7. 2-2 查得基本失效率心二 Xl (r7h；山表 5? 7. 2-4 查得环境系数恋二；由表5. 7. 2-5查得质量系数兀q二i ；山表5. 7. 2-6查得电容量系数Acv=;由表 5. 7. 2-7 查得种类系数二 ;山表 5. 7. 2-1 查得表面贴装系数“二 ;本器件中共使用了片状电容器 7只，故其工作失效

5、率为2.2.3电感的工作失效率歼 3本器件选用的片状电容器，其丄作失效率模型为：兄 p3 = 入 b 兀 E 兀 Q(4)九一一基本失效兀:兀iOCVh ；恋一一环境系数 ; 兀 Q 质量系数 ;龙K种类系数；7Tc结构系数。山表 5. 8? 3-1 查得基本失效率 AAXloVh ；由表 5. 8. 3-2 查得环境系数怎二 17； 111表 5. 8. 3-3 查得质量系数二 1； 由表5. 8. 3-4查得种类系数八=1;由表 5. 8. 3-5 查得结构系数龙严 2；本器件中共使用了电感 7 只，故其工作失效率为 :2.2.4集成电路的工作失效率心° 半导体集成电路的工作失效

6、率模型为：(5)2 ”叭+G +C?愿叫冗 Q - 质量系数；叭 温度应力系数；积，一一电压应力系数；孔一一环境系数；兀L成熟系数；C|、C2 电路复杂度失效率；C3封装复杂度失效率。由表 5. 2. 2-2 查得环境系数牝二 14;由表 5. 2. 2-3 查得质量系数二；由表 5. 2. 2-4查得成熟系数矶二 1；由表 5. 2. 2-5 查得温度应力系数听二；由表 5. 2. 2-14查得电压应力系数叭，二 1；由表5. 2. 2-19查得电路复朵度失效率 G二X l(T/h、CAXlOA/h ；由表5. 2. 2-19查得封装复杂度失效率 c. = x lOA/ho本器件使用集成电路

7、 3只，故其工作失效率为：2/,4=0.08x0.4272xl0- 6xl.02xl + (0.0406+0.1673)xl0' 6xl4xlx3 = 0.8031xl0-6/?2.2.5贴片电阻的工作失效率九气贴片电阻的工作失效率模型为:几丙=九 b兀0Q兀R式中：A 基本失效率， ioVh ；(6)冗 E 环境系数；兀 质量系数；兀R 一一阻值系数。山表 5. 5. 3-1查得基本失效率心二 Xl(T7h ；由表 5. 5. 3-3 查得环境系数叫二 10；由表 5. 5. 3-4查得质量系数二 1；由表 5. 5. 3-5查得阻值系数龙尺二 1；本器件使用贴片电阻 9只，故其工作

8、失效率为 :2.2.6射频连接器的工作失效率歼 $本组件选用射频连接器，其丄作失效率模型为(7)心基本失效率，10A/h ；叭一一环境系数；冗Q- 质量系数；心一一接触件系数；必一一插拔系数；心插孔结构系数山表 5. 11. IT 查得基本失效率 4 = X10Vh ；由表 5. 11. 1-2 查得环境系数卷二 10；由表 5. 11. 1-3 查得质量系数玄二 1；由表 5. 11. 1-4 查得接触件系数龙卩二 1；由表 5. 11. 1-5查得插拔系数 兀宀；由表 5. 11.1-8查得插孔结构系数二 ;本器件使用接插件 13 只，故其工作失效率为 :2. 2. 7印制板的工作失效率久

9、刃 印制板的工作失效率模型为兄p7 =（入b'N +入b ）兀E兀（8）7,2 取值为 X 10-6/h；4,人2 兀 基本失效率，10A/h,心取值为xio-6/h,、N 使用的金属化孔数；心 环境系数；质量系数 ;复杂度系数 ;III表5. 13.仃查得环境系数恋二13;山表 5. 13. 1-2查得质量系数玄二；山表 5. 13. 1-3查得复杂度系数二； 本器件使用印制板 1 块，故其工作失效率为 2.2.8焊接点的工作失效率久”焊接点的丄作失效率模型为：久P8 =入I、兀卜迅Q（9）基本失效率， ioVh ；环境系数 ;兀 Q质量系数;由表5. 13. 2-1查得基本失效率心

10、二 X 10-6/h ;山表5. 13. 2-2查得环境系数恋二10;由表5. 13. 2-3查得质量系数二；本组件共有约100个焊接点，其工作失效率为：2/,8=X10'*X10XIX100=X lOVh2.2.9开关的总工作失效率心开关的总失效率为：心二土几円1-1=（卄卄卄+）X10-6=X10'7h故平均故障间隔时间为：MTBF 二 1/兄 "=187934 h该开关的MTBF指标要求为大于50000h,因此，理论分析表明开关的平均故障间隔时 间可以达到要求。可靠性数据分析根据询面计算得到的各种元器件的工作失效率和GJB299C列出的失效率模式分布，计算整理结

11、果如表1所示：从工作失效率的角度看，可能产生故障的主要元器件有以下儿种：PIN二极管，工作失效率占总失效率的;绕线电感，工作失效率占总失效率的;集成电路，工作失效率占总失效率的;表1可靠性数据分析表序名称工作失效率主要故障故障模式号失效率百分比模式频数比1PIN二极管X10-6%开路50%2片式电容器X10-6%短路74%3绕线电感X10-6%开路80%4集成电路X10-6%无输出23%5贴片电阻X10-6%开路%6射频连接器X10-6%插损咼80%7印制板X10-6%孔化不良60%8焊接点X10-6%虚焊60%O上 面3种 元件的 工作失 效率之 和占总 失效率 的%, 在元器件选择和装配时

12、应特别加以注意故障模式影响故障模式影响是分析元器件主要故障对器件产生的后果，并将其进行严酷度分类。严酷度类别是元器件故障造成的最坏潜在后果的表示。根据严酷度的一般分类原则，可把本器件的严酷度分为三类。II类（致命的）一一这种故障会引起重在经济损失或导致任务失败。III类（临界的）一一这种故障会引起一定的经济损失或导致任务降级。【V类（轻度的）一一这种故障不会引起明显的经济损失或系统任务的完成，但会导致非计划性维护和修理。本组件的故障模式影响分析如表 2所示。序号名称故障模式故障原因故障影响补偿措施严酷度类另1PIN 二极管开路金丝未键合影响器件性能，严重时功能丧失补焊I【类2片式电容器短路粘结

13、不牢或过量影响器件性能重新粘接III类3绕线电开路虚焊不能提供直流偏置补卜焊1【类感4集成电路无输出静电击穿驱动器失效更换器件I【类5贴片电阻开路粘接不牢功能受到影响重新粘接IV类6射频连接器插损咼器件老化、磨损性能变差更换器件III类7印制板孔化不良虚焊性能变差或功能受影响补卜焊IV类8焊接点虚焊电压击穿可靠性变差更换器件IV类表2故障模式及影响分析表由上表可知，从故障影响严酷度的角度看，属于 II类严酷度的有3种元器件：PIN二 极管、电感和集成电路。属于 川类严酷度的有2种元器件：片式电容，射频连接 器。其余 的属于IV类。结论和建议由上面的分析，可以得出以下结论：1. 本组件的平均故障

14、间隔时间可以达到指标大于 50, 000小时的要求。影响本组件 工作可靠性的首要器件是绕线电感，其次是 PIN二极管和集成电路。LI前选用的电感 都是自 制绕线电感，其焊接的质量对组件的可黑性影响最大，因此要重视焊接过程和焊接人员的培训。2. 从故障模式的分布来看，元器件的开路故障概率极大，因而在设计方案确定后，应十分重视安装调试工艺，以消除产品潜在故障。3. 因为电子产品的故障率曲线是典型的浴盆曲线，因而在产品的研制生产阶段，对部件和组件都必须进行可黑性应力筛选试验，用以发现并消除产品的早期故障，使产品的故障迅速下降到较低的偶然故障阶段，从而保证产品的可黑性。3保障性本器件复杂度不高，组成相

15、对简单，是整机配套的一个零件，使用要求和用途均山顾客指定，承制方只需要根据顾客指定要求进行简化设讣，达到易于安装、更换的障性工LI 的即可。交付时应提供使用说明书。当顾客要求时，应按顾客要求配合完成相关保 作。4 维修性、测试性本器件复杂度不高，对外接口较少，与其它器件的连接相对简单，器件本身的可 恢复 性维修丄作不能在现场进行，现场只能更换代替，故障件需返厂后方可进行维 修。因此， 该器件在维修性、测试性方面不作过多的分析，设计时主要应考虑便于快 速定位检测故 障。该器件对外接口为： 1个射频输入端口， 3个射频输出端口， 5 个电源供电及控制 端 子。借助矢量网络分析仪、数字万用表等仪表可

16、方便完成测试和故障检测，定位故 障部 位。确定故障后，直接将故障件替代更换，返厂维修。5安全性本器件不含磁性介质，无电磁干扰影响，使用的供电电压为安全电压，器件内不 含有毒 有害物质，不会对人体造成损害。6环境适应性环境适应性是指装备在其寿命期预讣可能遇到的各种环境的作用下能实现其所有 预定 功能、性能和不被破坏的能力，是装备的重要质量特性之一。本器件主要应用在 舰载电子 系统中，系统安置于屮板或舱内。其可能存在的环境条件有日照高温、低 温、潮湿、雨雪 雾等，现对其进行分析。咼温电子系统处于日照状态下，使各器件工作在相对较高的温度区域内，一般发热器 件工作 时的温度可达80? 90°

17、C,对于开关，自然条件下一般最高工作温度在60? 70°Co高温对该器件的作用主要表现在以下两个方面：一是物理特性的变化，由于材 料膨胀系数的不同，高温 下会产生变形，造成某些配合关系的变化，此外，一些非金 属材料中的易挥发物质挥发，加 速其老化和失效；二是电器性能方面的变化，主要是 一些半导体器件对温度的敬感性，使在 高温时电性能发生变化。本器件一般安装于封 闭机箱内，保持器件与机箱良好的导热可降低 器件的工作温度，避免器件内部半导体 元件受损、老化，延长其使用寿命。低温低温与高温对该器件的影响机理相同，同属温度环境的影响。在寒冷地区的冬季，极恶劣的低温条件下约为-40? -20

18、°。温度变低，主要影响半导体器件的性能，使插入损耗发生变化。对于该开关器件，试验和既往经验表明，温度在-40? 70°C 变化 时，对关键指标插入损耗的影响并不很大。因此，低温下主要是器件的老化影响。潮湿空气中的湿度过高，会再固体表面附着一层肉眼看不到的水膜，水膜与空气中的 酸性 气体（如CO：、SO- NO：等）作用而具有弱酸性。这种水膜使金属零件表面锈蚀，元器件焊点被腐蚀，从而产生断路或电子产品性能下降；此外，水膜还会使陶瓷、玻璃等绝缘电阻下降等。当湿度山低到高变化剧烈时，诸如绝缘陶瓷、玻璃等致密性材 料因吸湿性很小 而吸湿速度慢，湿气在表面凝聚成水珠，形成凝露现象，使表面电阻下降 100? 1000 倍。本开关器件置于封闭机箱内，可有效降低潮湿带来的危害影响，加上器件本身采取相关密闭措施，使得其能在潮湿环境下良好工作。4. 4 盐雾舰载电子系统通常都工作与海面环境下，而盐作为最普遍的化合物之一，必定对舰载电子系统产生影响。在盐雾环境下，盐雾液体是作为电解液存在的，它加速电化学腐蚀过程，使金属或涂层腐蚀生锈、起泡，从而产生构件、紧固件腐蚀破坏，机械器件、组件的活动部位阻塞或黏结，对印刷线路板开路或短路，元件管腿断裂。此 外，盐溶液的导电性 大大降低了