六性報告講解

編號：XXXX式開關可靠性、維修性、保障性、測試性、安全性、環(huán)境適應性分析報告擬 制：審 核：批 準：XXXXXXXX有限公司二零一一年三月．概述為確保產(chǎn)品質(zhì)量符合要求，達到顧客滿意，根據(jù)《XXXX式開關產(chǎn)品質(zhì)量保證大綱》的規(guī)定，對該產(chǎn)品的可靠性、維修性、保障性、測試性、安全性、環(huán)境適應性進行分析。可靠性分析2.1元器件清單本器件選用元器件如下：序號片名稱10-6×2.17%型號短路數(shù)量74%式電容器0.1154或不粘短路結牢影重新粘接23456響器件性能78式片電23456781繞線二極管PIN10-6×APD0805-000開路1880%電感容器27.73%1.4756過量2集成電片狀電容10-6×100pF無輸出123%補路繞電線0.803115.09%開路不能焊提供直流偏置虛焊3貼片電片狀電容10-670pF開路391.9%阻感×0.2795.24%4射頻連圓片電容10-61.1817100pF插損高380%更接器集成×22.2%換器件電無輸出驅(qū)動器失效靜電擊穿5印制板電感×10-60.73%0.04/0.4/15T760%路0.03861孔化不良6焊接點集成電路10-674HC138D虛焊160%重片貼電0.092×1.73%開路功能新粘接受到影響粘接不牢7阻集成電路74F04D28頻射連貼片電阻磨插損高器件0805-91Ω3更換器老化、性能變差件9接器貼片電阻損Ω0805-300310印制貼片電阻不孔化性能變差0402-50Ω3補焊板或功能受影響虛焊11射頻絕緣子良RF2816-0.45412焊接電源絕緣子可靠性變差DC2016-0.75更換器點虛焊電壓擊穿件13射頻同軸連接器SMA-KFD26G4可靠性預計2.2都將造5713類7本器件所采用的元器件有種共其中任一元器件失效，個。本器成整個器件失效，即器件正常工作的條件是各元器件都能正常工作。因此，件的可靠性模型是一個串聯(lián)模型。壽命服從指數(shù)分布，根據(jù)可靠性理論，其平均故障間該器件是可修復產(chǎn)品， 隔時間與失效率成反比，即：1 MTBF=1/ （）pi1所用元器件均是通用或固化產(chǎn)品，其質(zhì)量水平、工作應力及環(huán)境條件都相對固定，其失效率因子等有關可靠性參數(shù)可參考《GJB/Z299C-2006電子設備可靠性預計手冊》，從而采用應力分析法來預計本器件的可靠性指標。本器件一般內(nèi)置于系統(tǒng)機箱內(nèi)，使用大環(huán)境是艦船甲板或艦船艙內(nèi)，其環(huán)境代號Ns2，工作溫度-40℃～+70℃，現(xiàn)計算其可靠性指標。二極管的工作失效率 1p本器件使用 PIN二極管，其工作失效率模型為（2） Kp1EQb式中：-6/h；10 ——基本失效率，b ——環(huán)境系數(shù)； E ——質(zhì)量系數(shù)； Q —— 種類系數(shù)。K-6/h；=0.212×10由表 查得基本失效率 b =14；由表查得環(huán)境系數(shù)E=0.05；由表查得質(zhì)量系數(shù)Q=0.5；查得種類系數(shù)由表K本器件中使用了18只PIN二極管，故其工作失效率為：66 /h.335610005.51812120.10014.1p 片狀電容器的工作失效率 2p本器件選用的片狀電容器，其工作失效率模型為：（3）chCV2pQbKE-6/h；—— 基本失效率，10b ——環(huán)境系數(shù)； E2—— 質(zhì)量系數(shù)； Q ——電容量系數(shù)； CV ——種類系數(shù)； K ——表面貼裝系數(shù)。 ch -6/h；×10由表 查得基本失效率 =0.00637b=11.5；查得環(huán)境系數(shù) 由表

E

=1；

查得質(zhì)量系數(shù) 由表

Q

=0.75；

查得電容量系數(shù) 由表

CV

=0.3；查得種類系數(shù) 由表

K =1.2；查得表面貼裝系數(shù)由表ch本器件中共使用了片狀電容器66 /h115410170.0063710. 11.510.75030.

7只，故其工作失效率為：2p 電感的工作失效率 3p本器件選用的片狀電容器，其工作失效率模型為：（4）CQbEKp3-6/h； ——基本失效率，

10b

——環(huán)境系數(shù)；E——質(zhì)量系數(shù)；Q——種類系數(shù)；K——結構系數(shù)。C-6/h；×105.8.3-1由表查得基本失效率=0.0062b=17；5.8.3-2由表查得環(huán)境系數(shù)E=1；5.8.3-3由表查得質(zhì)量系數(shù)Q3=1； 由表 查得種類系數(shù)K=2；由表 查得結構系數(shù)C本器件中共使用了電感 7只，故其工作失效率為：66 /10h71006210.4756171120.3p 集成電路的工作失效率 導體集成電路的工作失效率模型為：（5）][C)C (CLEQV1p42T3 ——質(zhì)量系數(shù)； Q

4p半——溫度應力系數(shù)；

T

——電壓應力系數(shù)；

V

——環(huán)境系數(shù)；

E

——成熟系數(shù)；LCC—— 、電路復雜度失效率；

21C—— 封裝復雜度失效率。

3 =14；查得環(huán)境系數(shù)由表

E =0.08；查得質(zhì)量系數(shù)

由表

Q =1；

由表

查得成熟系數(shù) L =1.02；由表 查得溫度應力系數(shù) T =1； 查得電壓應力系數(shù) 由表V-6C/h、 查得電路復雜度失效率× =0.427210由表1-6C/h；×10=0.04062-6C/h?！?由表查得封裝復雜度失效率本器件使用集成電路3只，故其工作失效率為：4666 /h8031101316730.04060.)100.14]080.[0.427210 1.021(4p 貼片電阻的工作失效率 5p貼片電阻的工作失效率模型為：（ 6 ） Rbp5QE式中：-6/h；基本失效率， 10 ——b ——環(huán)境系數(shù)； E ——質(zhì)量系數(shù)； Q —— 阻值系數(shù)。 R -6/h；10查得基本失效率 =0.0031×由表b=10； 由表查得環(huán)境系數(shù) E =1；由表 查得質(zhì)量系數(shù)Q=1；由表 查得阻值系數(shù)R本器件使用貼片電阻 9只，故其工作失效率為：66 /10h.90279.0003110 1011 5p 射頻連接器的工作失效率 6p本組件選用射頻連接器，其工作失效率模型為（7） CEPp6QbK -6/h；10 ——基本失效率，——環(huán)境系數(shù)；E——質(zhì)量系數(shù)；Q——接觸件系數(shù)；P——插拔系數(shù)；K5——插孔結構系數(shù)；C-6/h；=0.0303×10由表5.11.1-1查得基本失效率b=10；由表5.11.1-2查得環(huán)境系數(shù)E=1；由表5.11.1-3查得質(zhì)量系數(shù)Q=1；由表5.11.1-4查得接觸件系數(shù)P=1；由表5.11.1-5查得插拔系數(shù)K=0.3；由表5.11.1-8查得插孔結構系數(shù)C本器件使用接插件13只，故其工作失效率為：66/10h131.1817.10111030.0303106p印制板的工作失效率2.2.77p印制板的工作失效率模型為（8）NC1bQp72Eb-6取10-6/h，取值為0.00017——基本失效率，10，/h×、2b2b11bb10-6/h；值為0.0011×使用的金屬化孔數(shù)；——N環(huán)境系數(shù)；——E質(zhì)量系數(shù)；——Q——復雜度系數(shù)；C=13查得環(huán)境系數(shù)；由表5.13.1-1E=1.0；由表5.13.1-2查得質(zhì)量系數(shù)Q；由表5.13.1-3查得復雜度系數(shù)=1.0C塊，故其工作失效率為本器件使用印制板16610..1000001711000111311003861.7p6焊接點的工作失效率 8p 焊接點的工作失效率模型為：（9） Qp8bE -6/h；10 ——基本失效率，b ——環(huán)境系數(shù)；E —— 質(zhì)量系數(shù)； Q =0.000092×10-6/h查得基本失效率； 由表b =10；由表 查得環(huán)境系數(shù) E =1.0； 查得質(zhì)量系數(shù)由表 Q 本組件共有約100個焊接點,其工作失效率為：-6-6 /h ×100=0.0921010×1 10=0.000092 ×××8p 開關的總工作失效率 p開關的總失效率為：8 =pPi1i-610）×=1.3356+0.1154+1.4756+0.8031+0.279+1.1817+0.03861+0.092-6/h10=5.321×故平均故障間隔時間為：=187934hMTBF=1/p該開關的MTBF指標要求為大于50000h，因此，理論分析表明開關的平均故障間隔時間可以達到要求。2.3 可靠性數(shù)據(jù)分析根據(jù)前面計算得到的各種元器件的工作失效率和GJB299C列出的失效率模式分布，計算整理結果如表1所示：從工作失效率的角度看，可能產(chǎn)生故障的主要元器件有以下幾種：PIN 二極管，工作失效率占總失效率的 25.1%；7繞線電感，工作失效率占總失效率的 27.73%；集成電路，工作失效率占總失效率的 15.09%；表1 可靠性數(shù)據(jù)分析表障模式要故障故失效率作 主工序 稱名 率號 頻數(shù)比百分比 模式失效50%開路PIN二極管10-61.3356×25.1%1 ，在元器件選擇和裝 67.92%3種元件的工作失效率之和占總失效率的 上面配時應特別加以注意。 2.4 故障模式影響并將其進行嚴酷度 故障模式影響是分析元器件主要故障對器件產(chǎn)生的后果， 分類。根據(jù)嚴酷度的一般分嚴酷度類別是元器件故障造成的最壞潛在后果的表示。類原則，可把本器件的嚴酷度分為三類。 Ⅱ類（致命的）——這種故障會引起重在經(jīng)濟損失或?qū)е氯蝿帐　＂箢悾ㄅR界的）——這種故障會引起一定的經(jīng)濟損失或?qū)е氯蝿战导?。Ⅳ類（輕度的）——這種故障不會引起明顯的經(jīng)濟損失或系統(tǒng)任務的完成，但會導致非計劃性維護和修理。 2本組件的故障模式影響分析如表所示。8表2 故障模式及影響分析表度酷償 嚴補障 故障 故稱序號 名 響 故障 影 類別 模式 措原 因施嚴重時功能開路 PIN二極影響器件性能， 1金絲未鍵合 補焊Ⅱ類 管喪ⅢⅡⅡⅣⅢⅣⅣ類 種元器件：3從故障影響嚴酷度的角度看，屬于Ⅱ類嚴酷度的有由上表可知，種元器件：片式電容，射二極管、電感和集成電路。屬于Ⅲ類嚴酷度的有PIN2頻連接器。其余的屬于Ⅳ類。2.5結論和建議:可以得出以下結論由上面的分析,小時的要求。影響50,0001.本組件的平均故障間隔時間可以達到指標大于目前PIN二極管和集成電路。本組件工作可靠性的首要器件是繞線電感，其次是因此要其焊接的質(zhì)量對組件的可靠性影響最大，選用的電感都是自制繞線電感，重視焊接過程和焊接人員的培訓。因而在設計方案確元器件的開路故障概率極大，2.從故障模式的分布來看，9定后，應十分重視安裝調(diào)試工藝，以消除產(chǎn)品潛在故障。因為電子產(chǎn)品的故障率曲線是典型的浴盆曲線，因而在產(chǎn)品的研制生產(chǎn)階段，對部件和組件都必須進行可靠性應力篩選試驗，用以發(fā)現(xiàn)并消除產(chǎn)品的早期故障，使產(chǎn)品的故障迅速下降到較低的偶然故障階段，從而保證產(chǎn)品的可靠性。保障性本器件復雜度不高，組成相對簡單，是整機配套的一個零件，使用要求和用途均由顧客指定，承制方只需要根據(jù)顧客指定要求進行簡化設計，達到易于安裝、更換的目的即可。交付時應提供使用說明書。當顧客要求時，應按顧客要求配合完成相關保障性工作。維修性、測試性本器件復雜度不高，對外接口較少，與其它器件的連接相對簡單，器件本身的可恢復性維修工作不能在現(xiàn)場進行，現(xiàn)場只能更換代替，故障件需返廠后方可進行維修。因此，該器件在維修性、測試性方面不作過多的分析，設計時主要應考慮便于快速定位檢測故障。該器件對外接口為：1個射頻輸入端口，3個射頻輸出端口，5個電源供電及控制端子。借助矢量網(wǎng)絡分析儀、數(shù)字萬用表等儀表可方便完成測試和故障檢測，定位故障部位。確定故障后，直接將故障件替代更換，返廠維修。安全性本器件不含磁性介質(zhì)，無電磁干擾影響，使用的供電電壓為安全電壓，器件內(nèi)不含有毒有害物質(zhì)，不會對人體造成損害。環(huán)境適應性環(huán)境適應性是指裝備在其壽命期預計可能遇到的各種環(huán)境的作用下能實現(xiàn)其所有預定功能、性能和不被破壞的能力，是裝備的重要質(zhì)量特性之一。本器件主要應用在艦載電子系統(tǒng)中，系統(tǒng)安置于甲板或艙內(nèi)。其可能存在的環(huán)境條件有日照高溫、低溫、潮濕、雨雪霧等，現(xiàn)對其進行分析。104.1 高溫電子系統(tǒng)處于日照狀態(tài)下，使各器件工作在相對較高的溫度區(qū)域內(nèi)，一般發(fā)熱器件工作時的溫度可達80～90℃，對于開關，自然條件下一般最高工作溫度在60～70℃。高溫對該器件的作用主要表現(xiàn)在以下兩個方面：一是物理特性的變化，由于材料膨脹系數(shù)的不同，高溫下會產(chǎn)生變形，造成某些配合關系的變化，此外，一些非金屬材料中的易揮發(fā)物質(zhì)揮發(fā)，加速其老化和失效；二是電器性能方面的變化，主要是一些半導體器件對溫度的敏感性，使在高溫時電性能發(fā)生變化。本器件一般安裝于封閉機箱內(nèi)，保持器件與機箱良好的導熱可降低器件的工作溫度，避免器件內(nèi)部半導體元件受損、老化，延長其使用壽命。4.2 低溫低溫與高溫對該器件的影響機理相同，同屬溫度環(huán)境的影響。在寒冷地區(qū)的冬季，極惡劣的低溫條件下約為-40～-20℃。溫度變低，主要影響半導體器件的性能，使插入損耗發(fā)生變化。對于該開關器件，試驗和既往經(jīng)驗表明，溫度在-40～70℃變化時，對關鍵指標插入損耗的影響并不很大。因此，低溫下主要是器件的老化影響。4.3 潮濕空氣中的濕度過高，會再固體表面附著一層肉眼看不到的水膜，水膜與空氣中的酸性氣體（如CO、SO、NO等）作用而具有弱酸性。這種水膜使金屬零件表222面銹蝕，元器件焊