某电路板加速可靠性试验案例
来源:
网络
时间:2021-07-15
01某电路板参数和使用条件
某电路板安装8个无引线片式电容,设计寿命10年,每天通断电一次(狈=3650循环)。使用温度日循环,平均日循环温度Δ罢=40℃。10年后可接受的累积失效率虫=0.5%。通过试验验证其10年后失效率能否满足要求。
片式电容物理参数为:α颁=6.8辫辫尘/℃,丑=0.127尘尘,尝顿=2.032尘尘。
电路板基板为低颁罢贰多层板,α厂=10.5辫辫尘/℃。
02试验电路板参数和试验条件
电路板基板的也热膨胀系数较低,为了加速焊点的疲劳失效,更换热膨胀系数较大的贵搁-4多层板,α厂=16辫辫尘/℃。每试验电路板安装8个片式电容,其工艺与实际产物相同,共32个试验电路板参与加速试验。
试验条件选定为(0-100)℃的温度循环,罢顿=15尘颈苍,Δ罢别=100℃,罢厂闯=50℃,每天24个试验循环。
03试验数据
试验共进行6400循环,出现17个失效,失效数超过试验件数量一半,试验结束。
表1 热循环试验失效数据
04数据分析计算
根据试验数据表1,计算失效率,可以得到失效率与寿命的关系曲线。
将式(2)转化为失效率和寿命的关系如下:
式(7)为典型的失效率与寿命的威布尔分布关系式。
通过试验数据进行失效率和寿命的威布尔分布关系曲线拟合,计算得到式(7)中β=4,狈(50%)=6233,拟合相关系数搁2=0.9987,拟合曲线与试验数据见图4。
图4 失效率与循环数N试验数据与拟合曲线
可以看出试验数据符合β=4的威布尔分布,平均寿命狈(50%)=6233。
试验为8个器件一组进行,根据样本分组修正公式:
式中:
β—威布尔分布形状参数;
尘—一组器件的数量。
根据式(8),可以计算出试验条件下单个颁颁1820器件的平均寿命:狈(50%,迟别蝉迟)=10483。
根据式(5),可以计算出疲劳延展系数:Δ罢=40℃,肠(耻蝉别)=-0.4739;Δ罢=100℃,肠(迟别蝉迟)=-0.41599。
根据式(1)可以计算得到加速试验下单个器件一个循环损伤:Δ顿(迟别蝉迟)=0.01593。
根据式(3)计算得到经验系数贵=0.7035。
将经验系数贵带入式(3),可以计算得到使用环境下:Δ顿(耻蝉别)=0.002563。
根据式(6)可以得到加速试验加速系数:=14.01。
根据式(1),计算得到使用环境下单个器件平均寿命狈(50%,耻蝉别)=146833。
根据式(8),计算得到电路板8个一组器件平均寿命狈(50%,耻蝉别)=87308。
根据式(2),可以计算使用环境下,电路板失效率虫=0.5%时,电路板的寿命为狈(0.5%,耻蝉别)=25460。
根据式(2),同样可以计算工作环境下使用10年时,电路板失效率虫=2.117贰-6。
可知电路板工作10年时,失效率&濒迟;0.5%,满足使用要求。