CH 19- 可靠度設計 -MIL- HDBK-271D 之應用 零件應力分析法 影響失效率之因素 零件應力分析法之應用步驟 各種零件之失效率計算公式...

CH 19- 可靠度設計 -MIL-HDBK-271D 之應用

零件應力分析法影響失效率之因素 零件應力分析法之應用步驟 各種零件之失效率計算公式

系統裝置之可靠度估算

影響失效率之因素

1. 基本失效率 2. 零件品質因素3. 環境因素（ πE ）4. 其他因素：針對不同類型之零件

基本失效率 (λb)

基本失效率：在額定條件下之失效率λb 會隨零件之類別而不同λb 之值也會受運作之溫度和電壓應力之影響

而有差異

零件品質因素（ πQ ）

零件品質因素分成軍用級和商用級– 軍用級 (MIL-Spec) ：凡其規格完全符合軍

用規範者– 商用級：凡其規格未完全符合軍用規範或

屬商用零件者品質因素使用之符號請參照 P.311 表

– Parts with multi-level quality specifications

環境因素（ πE ）

任何零件的可靠性都會受到環境應力的影響，估算可靠性時，不可遺漏此項。

環境因素使用之符號請參照 P.311 –317 表– Environmental symbol and description– πFactors for part failure rate models

零件應力分析法之應用步驟

1.  決定零件類型2.  決定失效率計算模式 Ex. 電阻

3.  確定應力比 4.  查表 A-2 決定 πE

5.  查表 A-3 決定 πQ

6.  查表 A-4 決定 πR

7.  計算 λP

)10/( 6 hoursfailuresQREbP

ated

PappliedS

Pr

各種零件之失效率計算公式

電阻

電容器

分離半導體

微電子裝置

)10/( 6 hoursfailuresQREbP

)10/( 6 hoursfailuresCQSRCVEbP

)10/( 62 hoursfailuresCQSREAbP

)10/(])([ 6321 hoursfailuresCCC LEVTQP

分離半導體

失效率計算分四種型態a) 已知額定周圍溫度，無散熱片者b) 已知額定外殼溫度，無散熱片者c) 已知額定周圍溫度，使用散熱片者d) 已知額定外殼溫度，使用散熱片者

分離半導體

查表時所使用之基本符號Tmax: 容許最大接面溫度Ts: 在全額負載下不致超過最大接面限定溫度

之最大周圍溫度或外殼溫度Ta: 周圍溫度Tc: 外殼溫度Pop: 實際功率消耗Pmax: 在 Ts 狀態下最大額定電力

分離半導體失效率計算過程

(1) 計算應力比及應力調整因子(2) 查表求 λb

(3) 查各類修正係數(4) 計算 λp

各類數據表之應用說明 Resistor

一般用 – Fixed, Film

表 A-1 ： Base Failure Rates (λb) P.327

表 A-2 ： Environmental Mode Factors P.328

表 A-3 ： Quality Factor P.328

表 A-4 ： Resistance Factor P.328

Resistor

軍用級– Fixed, Composition

表 A-5 ： Base Failure Rates (λb) P.329

表 A-6 ： Environmental Mode Factors P.330

表 A-7 ： Resistance Factor P.330

表 A-8 ： Quality Factor P.330

Capacitor

表 B-1 ： Fixed Capacitor Base Failure Rates (λb) P.331

表 B-2 ： Capacitor- Fixed, Paper or Plastic Base Failure Rates (λb) P.332

表 B-3 ： Environmental Mode Factors P.333

表 B-4 ： Capacitance Factor P.333

表 B-5 ： Quality Factor P.333

Capacitor

Fixed, Electrolytic(Solid) Tantalum

表 B-6 ： Base Failure Rates (λb) P.334

表 B-7 ： Series Resistance (πSR) P.335

表 B-8 ： Environmental Mode Factors P.335

表 B-9 ： Capacitance Factor P.335

表 B-10 ： Quality Factor P.335

表 C-1: Discrete Semiconductor Generic Groups

Class Part Type Group

A Transistors, Silicon NPN, Silicon PNP I

Field Effect Transistors II

Unijunction III

B Diodes & Rectifiers, Silicon (General), Germanium IV

Voltage Regulator, Voltage Reference V

Thyristors VI

C Microwave Semiconductors and Special Devices VII

Varactors VIII

Microwave Transistors IX

Opto-electronic Devices X

Group I

表 C-2 ： Base Failure Rates (λb) P.337

表 C-3 ： Environmental Mode Factors P.338

表 C-4 ： πAP.338

表 C-5 ： Quality Factor P.338

表 C-6 ： πR P.338

表 C-7 ： πS2 P.339

表 C-6 ： πC P.339

Group IV

表 C-9 ： Base Failure Rates (λb) P.340

表 C-10 ： Environmental Mode Factors P.341

表 C-11 ： Quality Factor P.341

表 C-12 ： πR P.341

表 C-13 ： πA P.342

表 C-14 ： πS2 P.342

表 C-15 ： πC P.342

微電子裝置

表 D-1 ： πQ Quality Factors p.343

表 D-2 ~ 11 ： πT Temperature Factors p.344

表 D-12 ： πV Voltage De-rating Stress Factors p.350

表 D-13 ： πE Application Environmental Factors p.351

表 D-14 ~ 20 ： Other Factors p.352

零件計數預測法

使用零件計數預測失效法估算系統裝置 之總失效率

使用時機– 已確認零件表及零件規格，但整個系統裝

置尚未完成時– 此法雖然簡單，但其準確性不及零件應力

分析法– 適用於招標或欲簽訂單時之可靠性估測

零件計數預測法

準備資料– 零件之屬性與型式– 特殊零件之使用數目– 零件品質水準– 裝置所在環境

計算前提– 裝置之每一部份均在相同之使用環境– 若環境 不同，則需個別計算各零件之失效率後在

相加

零件計數預測法

計算方法– 裝置失效率的一般表示式：

不同類的零件類零件的數量第類零件的品質因素第類零件的基本失效率第

裝置總失效率其中

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