六性報(bào)告講解

編號：XXXX式開關(guān)可靠性、維修性、保障性、測試性、安全性、環(huán)境適應(yīng)性分析報(bào)告擬 制：審 核：批 準(zhǔn)：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(dá)到顧客滿意，根據(jù)《XXXX式開關(guān)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(yīng)性進(jìn)行分析?？煽啃苑治?.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(jié)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(bǔ)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(dòng)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(diǎn)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(bǔ)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(diǎn)虛焊電壓擊穿件13射頻同軸連接器SMA-KFD26G4可靠性預(yù)計(jì)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(gè)。本器成整個(gè)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(gè)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(fù)產(chǎn)品， 隔時(shí)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(yīng)力及環(huán)境條件都相對固定，其失效率因子等有關(guān)可靠性參數(shù)可參考《GJB/Z299C-2006電子設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)手冊》，從而采用應(yīng)力分析法來預(yù)計(jì)本器件的可靠性指標(biāo)。本器件一般內(nèi)置于系統(tǒng)機(jī)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(jì)算其可靠性指標(biāo)。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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(dǎo)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(yīng)力系數(shù)；

T

——電壓應(yīng)力系數(shù)；

V

——環(huán)境系數(shù)；

E

——成熟系數(shù)；LCC—— 、電路復(fù)雜度失效率；

21C—— 封裝復(fù)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(yīng)力系數(shù) T =1； 查得電壓應(yīng)力系數(shù) 由表V-6C/h、 查得電路復(fù)雜度失效率× =0.427210由表1-6C/h；×10=0.04062-6C/h?！?由表查得封裝復(fù)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(fù)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(fù)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(diǎn)的工作失效率 8p 焊接點(diǎn)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(gè)焊接點(diǎn),其工作失效率為：-6-6 /h ×100=0.0921010×1 10=0.000092 ×××8p 開關(guān)的總工作失效率 p開關(guān)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(shí)間為：=187934hMTBF=1/p該開關(guān)的MTBF指標(biāo)要求為大于50000h，因此，理論分析表明開關(guān)的平均故障間隔時(shí)間可以達(dá)到要求。2.3 可靠性數(shù)據(jù)分析根據(jù)前面計(jì)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(jì)算整理結(jié)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(shí)應(yīng)特別加以注意。 2.4 故障模式影響并將其進(jìn)行嚴(yán)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(yán)酷度的一般分嚴(yán)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(yán)酷度分為三類。 Ⅱ類（致命的）——這種故障會(huì)引起重在經(jīng)濟(jì)損失或?qū)е氯蝿?wù)失敗。Ⅲ類（臨界的）——這種故障會(huì)引起一定的經(jīng)濟(jì)損失或?qū)е氯蝿?wù)降級。Ⅳ類（輕度的）——這種故障不會(huì)引起明顯的經(jīng)濟(jì)損失或系統(tǒng)任務(wù)的完成，但會(huì)導(dǎo)致非計(jì)劃性維護(hù)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(yán)補(bǔ)障 故障 故稱序號 名 響 故障 影 類別 模式 措原 因施嚴(yán)重時(shí)功能開路 PIN二極影響器件性能， 1金絲未鍵合 補(bǔ)焊Ⅱ類 管喪ⅢⅡⅡⅣⅢⅣⅣ類 種元器件：3從故障影響嚴(yán)酷度的角度看，屬于Ⅱ類嚴(yán)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(yán)酷度的有PIN2頻連接器。其余的屬于Ⅳ類。2.5結(jié)論和建議:可以得出以下結(jié)論由上面的分析,小時(shí)的要求。影響50,0001.本組件的平均故障間隔時(shí)間可以達(dá)到指標(biāo)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(xùn)。因而在設(shè)計(jì)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(yīng)十分重視安裝調(diào)試工藝，以消除產(chǎn)品潛在故障。因?yàn)殡娮赢a(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(jìn)行可靠性應(yīng)力篩選試驗(yàn)，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(fù)雜度不高，組成相對簡單，是整機(jī)配套的一個(gè)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(jìn)行簡化設(shè)計(jì)，達(dá)到易于安裝、更換的目的即可。交付時(shí)應(yīng)提供使用說明書。當(dāng)顧客要求時(shí)，應(yīng)按顧客要求配合完成相關(guān)保障性工作。維修性、測試性本器件復(fù)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(fù)性維修工作不能在現(xiàn)場進(jìn)行，現(xiàn)場只能更換代替，故障件需返廠后方可進(jìn)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(shè)計(jì)時(shí)主要應(yīng)考慮便于快速定位檢測故障。該器件對外接口為：1個(gè)射頻輸入端口，3個(gè)射頻輸出端口，5個(gè)電源供電及控制端子。借助矢量網(wǎng)絡(luò)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(huì)對人體造成損害。環(huán)境適應(yīng)性環(huán)境適應(yīng)性是指裝備在其壽命期預(yù)計(jì)可能遇到的各種環(huán)境的作用下能實(shí)現(xiàn)其所有預(yù)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(yīng)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(jìn)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(shí)的溫度可達(dá)80～90℃，對于開關(guān)，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(gè)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(huì)產(chǎn)生變形，造成某些配合關(guān)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(dǎo)體器件對溫度的敏感性，使在高溫時(shí)電性能發(fā)生變化。本器件一般安裝于封閉機(jī)箱內(nèi)，保持器件與機(jī)箱良好的導(dǎo)熱可降低器件的工作溫度，避免器件內(nèi)部半導(dǎo)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(jī)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(dǎo)體器件的性能，使插入損耗發(fā)生變化。對于該開關(guān)器件，試驗(yàn)和既往經(jīng)驗(yàn)表明，溫度在-40～70℃變化時(shí)，對關(guān)鍵指標(biāo)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(huì)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