可靠承載重托:關注產品的MTBF平均無故障時間(下)
一、通過計算得出MTBF的參考值
以硬盤為例,現在普通硬盤的MTBF達140萬小時,不可能連續運行140萬小時來檢驗MTBF參數。事實上,MTBF普遍采用計算的方法來評估,目前國內接受度較高的主要有三個標準:MIL-HDBK-217和GJB/Z299B,Bellcore。


圖1 普通硬盤的MTBF
上述三個標準都包括了IC、二極管、電容器、繼電器、連接器等常見元器件的失效模型,但事實上,由于影響元器件失效率的因素眾多,包括溫度、電應力、環境應力、降額設計余量、機械結構等,且這些因素的不同,相應的影響系數也不一樣,導致評估的MTBF結果千差萬別,在實際的操作中,會以較差的環境情況來評估,并借助于專業軟件和其參數庫,得出參考的MTBF值。
二、通過加速壽命試驗的方法評估MTBF
MTBF除可通過計算得到參考值外,也可以通過加速壽命試驗的方法來獲得。這種方法可用來預測產品的使用可靠性,但依然不能等同于實際使用的可靠性。
加速壽命的試驗,可以用不同的應力或應力組合來篩選。例如,根據美國環境科學學會在1981年及1984年發表的環境應力篩選有效性報告,在各種常用的篩選應力中,按其篩選效率加以比較,依次為溫度循環、高溫、隨機振動、電應力、冷熱沖擊、定頻正弦振動、低溫、正弦掃描振動、復合環境、機械沖擊、濕度、加速度、高度。其中溫度循環和隨機振動的效率良好,如下圖所示。

圖2 應力種類及其篩選效果圖
根據加速壽命試驗的方法,企業可結合自身的實際條件和產品特性,有針對性的做某些試驗,以評估和提高產品的MTBF。

圖3 致遠的溫濕度循環試驗設備