01某(mou)電路板參數和使(shi)用條件
某(mou)電(dian)路板安裝(zhuang)8個無引線片式電(dian)容，設計壽命10年(nian)(nian)，每天通斷電(dian)一次（N=3650循環）。使(shi)用溫(wen)度(du)日循環，平均日循環溫(wen)度(du)ΔT=40℃。10年(nian)(nian)后可(ke)接受(shou)的(de)累(lei)積失效率x=0.5%。通過試驗驗證其10年(nian)(nian)后失效率能(neng)否滿足要求。
片式(shi)電容物(wu)理參數為：αC=6.8ppm/℃，h=0.127mm，LD=2.032mm。
電路板基(ji)板為低CTE多層板，αS=10.5ppm/℃。
02試(shi)驗電路板參(can)數和(he)試(shi)驗條件
電路(lu)(lu)板基板的(de)也熱膨(peng)(peng)脹系(xi)數較低，為了加速焊點的(de)疲勞失(shi)效(xiao)，更換熱膨(peng)(peng)脹系(xi)數較大的(de)FR-4多層(ceng)板，αS=16ppm/℃。每試(shi)驗電路(lu)(lu)板安裝8個片式電容，其工(gong)藝與實際產品相同，共32個試(shi)驗電路(lu)(lu)板參(can)與加速試(shi)驗。
試驗(yan)條件選(xuan)定為(0-100)℃的溫度循環，TD=15min，ΔTe=100℃，TSJ=50℃，每天24個試驗(yan)循環。
03試驗數據
試(shi)驗共進行6400循環，出現17個失(shi)(shi)效，失(shi)(shi)效數超(chao)過試(shi)驗件數量一半，試(shi)驗結束。
表1 熱循環試驗失效數據
04數據分析(xi)計算
根據試驗數(shu)據表(biao)1，計算(suan)失效(xiao)率(lv)，可以得到失效(xiao)率(lv)與(yu)壽(shou)命的關系曲線。
將式(shi)（2）轉化(hua)為(wei)失效率和壽命的關(guan)系如下：
式（7）為(wei)典型的失效(xiao)率與壽命(ming)的威布(bu)爾分(fen)布(bu)關(guan)系式。
通過(guo)試(shi)驗數(shu)據(ju)進行失效(xiao)率和壽命的威布爾分布關(guan)系曲線(xian)擬合，計算得到式（7）中β=4，N(50%)=6233，擬合相關(guan)系數(shu)R2=0.9987，擬合曲線(xian)與試(shi)驗數(shu)據(ju)見圖4。
圖4 失效率與循環數(shu)N試驗數(shu)據與擬(ni)合曲線(xian)
可以看出試驗數據符(fu)合β=4的威布爾(er)分布，平(ping)均壽命N(50%)=6233。
試(shi)驗為(wei)8個器件一(yi)組(zu)進行，根據樣本分組(zu)修正公式：
式中(zhong)：
β—威布爾分布形狀(zhuang)參數(shu)；
m—一(yi)組器件(jian)的數量。
根據式(shi)(8)，可以計算出試驗條件(jian)下單個CC1820器件(jian)的平(ping)均壽命(ming)：N(50%,test)=10483。
根據式(5)，可以(yi)計(ji)算(suan)出疲勞延展系(xi)數：ΔT=40℃，c(use)=-0.4739；ΔT=100℃，c(test)=-0.41599。
根(gen)據式(1)可以計算(suan)得到加速試(shi)驗下(xia)單(dan)個器件一個循環損(sun)傷：ΔD(test)=0.01593。
根據式(3)計(ji)算得(de)到經驗系數F=0.7035。
將經驗系(xi)數(shu)F帶入式(shi)(3)，可以計算得(de)到(dao)使用(yong)環境下(xia)：ΔD(use)=0.002563。
根據式(6)可以得(de)到加速(su)試(shi)驗加速(su)系(xi)數(shu)：=14.01。
根據(ju)式(shi)(1)，計算得(de)到使用(yong)環境下單個器件平均壽命(ming)N(50%,use)=146833。
根據式(8)，計算得到電(dian)路板(ban)8個(ge)一組器件平均壽命N(50%,use)=87308。
根據式(2)，可以計(ji)算(suan)使用環境下，電路板失效率x=0.5%時，電路板的壽(shou)命為N（0.5%,use）=25460。
根據式(2)，同樣(yang)可以計算(suan)工(gong)作(zuo)環境下使用10年時(shi)，電路(lu)板失(shi)效率x=2.117E-6。
可知電路板工作10年(nian)時(shi)，失(shi)效率<0.5%，滿(man)足使用要求。
