DMTBF 課件.ppt

1、DMTBF test,有關DMTBF 的一些定義和理解,DMTBF(Demonstration Mean Time Between Failures)為產品的平均壽命論証測試試驗耗時較久,且需投入大量的金錢,而產品可靠度資訊又不能及時獲得並加以改善因此主要采用加速壽命測試(Accelerated Life Testing)的方法在物理與時間上,加速產品的劣化,以較短的時間來推定產品在正常使用狀態的壽命或失效率.但基本條件是不能破壞原有設計特性.,加速壽命測試,一般情況下, 加速壽命試驗考慮的三個要素是環境應力,試驗樣本數和試驗時間,一般電子和資訊業的零件可靠度模式及加速模式幾乎都可以從相關文獻

2、查得,也可自行試驗分析,獲得其數學經驗公式. 如果溫度是產品唯一的加速因素,則可採用阿氏模型(Arrhenius Model),此模式最為常用. 引進溫度以外的應力,如濕度,電壓,機械應力等,則為愛玲模型(Eyring Model).產品包括電燈,液晶顯示元件適用此模式.,通常情況下,主動電子零件完全適用阿氏模型,而電子和資訊類成品也可適用阿氏模型,原因是成品類的失效模式是由大部分主動式電子零件所構成.因此,阿氏模型廣泛應用於電子,資訊行業. 對于一般客戶Liteon 都采用阿氏模型. 阿氏模型反應方程式,R 為反應速度 A 為溫度常數 EA 為活化能(eV) T 為絕對溫度(Kelvin)

3、K 為Boltzmann常數,等於8.623*10-5 eV/K.,阿氏模型中的加速因子,加速因子AF即為產品在使用條件下的壽命和高測試應力條件下的壽命的比值.在阿氏模型中,也就是說若100pcs机台在加速因子為5的條件下測試如果机台的規格是150K hrs那么需要測試的時間為150,000/(100*5)=300 hrs=12.5 days,AFtemp=Exp(Ea/K)(1/Tspec-1/Telev) AFpower=60 minutes/(Tpower on + Tpower off ) B=Ea/K Vu(Tspec)為使用條件下的絕對溫度 Va(Telev)為加速條件下的絕對溫度

4、 Tpower on, Tpower off 通常以分鐘為單位,活化能Ea的取值,活化能是分子與化學或物理作用中需具備的能量,單位是電子伏特Ev. 當試驗的溫度與使用溫度差距範圍不大時,則Ea設為常數。 Ea= K* (Ina Inn)/(1/Tn-1/Ta) Tn,Ta均為絕對溫度 a為加速溫度時的失效率 n為正常溫度時的失效率 （a和n可以以試驗的方式的得出,但需要較長的試驗 時間.而且新機種的失效率很難在短時間內得出.） 一般電子產品在早夭期失效之Ea為0.20.6eV,正常有用期失效之Ea趨近於1.0eV;衰老期失效之Ea大於1.0eV. 根據HPQ 可靠度工程部(CRE)的測試規範,

5、Ea是機台所有零件Ea的平均值.如果新機種的Ea無法計算,可以將Ea設為0.67eV,做常數處理. 目前,Dell的Ea設為0.6eV.其他机种一般定為0.67eV.,以下取值作為參考,Transformers 0.5 1 0.5Resistors 0.56 63 35.28R-Pacs0.56 3 1.68Inductors0.56 2 1.12Capacitors 0.6 30 18Linear Modules 0.7 9 6.3Diodes 1 14 14Transistors1 10 10 共计: 132 86.8 Ea86.8/132=0.66,信賴區間估計,信賴區間估計,是求得一函

6、蓋參數真值的可信賴區間,其中所謂的信賴就是用機率來度量估計的程度,即一區間估計的好壞是以信賴區間的長短來衡量(信賴區間越短,則信賴度高). 圖為的區間估計分布曲線。,即稱為點估計值(Estimate).不管f(x)屬於不偏性還是可偏性,只要n(=30)足夠大,則的分布將呈常態分布 一般規定信賴區間為90%的MTBF值大于MTBFspec,信賴水准 =1- 信賴區間 Lu,MTBF值的分布函數,指數(Exponential)分布是可靠度統計分析中使用最普遍的機率分布.指數分布之MTBF數值()為失效率的倒數,故一旦知道或值,即可由可靠度函數估算產品的可靠度. MTBF數值()的點估計值符合卡方分

7、布.通常較為常用的是時間檢剔型測試,其不同信賴水準之雙邊規格的MTBF區間估計為:(T為累積操作時間),我們更為關心的是產品的壽命下限,卡方分布與通用指數具備對應關係.故,採用通用指 數分布計算產品的壽命下限為:,MTBF calculation formula,GEM值計算,GEM=2(,2R+2)/2 GEM(General Exponential Model) =1-CL CL(Confedence level) R(number of allowable failures),GEM值可以參考下表,*如果測試過程中失效机台數超過給定的R時則要重新按照失效數量定義R值再計算GEM值。,Du

8、ration 計算,Duration = (MTBFspec * GEMfactor ) /(DC*Sample size*AFpower*AFtemp),對于一般客戶(除了DELL和Lenovo)liteon采用上式計算Duration,所謂的Duration是值在一定的外界應力下達到客戶給定的MTBFspec所需要的實際測量值。 Foxlink 的加速因子 AF=At+Ap LITEON 的加速因子 AF=At*Ap 其中 AF加速因子 At 溫度加速因子 Ap 功率加速因子 DC (Duty Cycle): DC=Ton/(Ton+Toff) Sample size 抽樣机台數量 AFp

9、ower: AFpower=60min/(Ton+Toff), 一般取AFpower=60min/(25min+5min)=2,DMTBF test 和life test 區別,DMTBF test time calculate Duration = (MTBFspec * GEMfactor ) /(DC*Sample size*AFpower*AFtemp) Life test time calculate Accelerated Test Time = # hours life demo / (Af * 2 * Duty Cycle),# hours life demo為工作壽命SPEC

10、值即Power-on hours.,Difference DMTBF:為產品的平均壽命論証測試失效率的倒數与所取的測試樣品數量有關适當增加數量可以減少測試時間(一般不低于一個月) Life test:与測試机台數量無關,可以通過公式中看出。,各机种Duration計算,Dell:,Duration= (t1* GEMfactor )/(DC*Sample size*Aftemp),Duration1=(MTBFspec* GEMfactor)/(DC*Sample size*Aftemp),Duration2= Duration-Duration1,Attachment,Lenovo desk

11、top & Adaptor机种,FOR 60% life Arrehnius Duration1=0.6*CHI2 factor*MTBF/(2*Sample size * AF temp * AF power) FOR 40% life Coffin Manson Duration 2=0.4*CHI2 factor*MTBF/(2*Sample size * AF temp * AF power) AccFactor=(Tss+Tpss)Tuse1.9*(Cuse/Css)0.33*EXP(TCss-TCuse)/100 Duration= Duration 1+ Duration 2,A

12、ttachment,Other customer,Duration = (MTBFspec * GEMfactor ) /(DC*Sample size*AFpower*AFtemp),公式中參數的含義 Duration DMTBF測試時間 MTBFspec 客戶規定的產品在特定溫度下平均無故障時間 GEM(General Exponential Model)系數,符合卡方分布。 根據置信水平可查閱GEM表。 DC (Duty Cycle): DC=Ton/(Ton+Toff) CL(Confedence level): 置信水平 CHI2 factor 置信系數 Sample size抽樣機台數量 AFpower 功率加速因子 AFpower=60min/(Ton+Toff),一般取AFpower=60min/(25min+5min)=2 AFtemp 溫度加速因子 AFtemp=Exp(Ea/K)(1/Tspec-1/Telev) DEMO LIFE在特定的溫度條件下机台工作的壽命。,1 :平均失效时间的最低接收值 0: 平均失效时间. 0/1 :判别比(Discrimination Ratio