Weibull-Darstellungen interpretieren I

Hallo Leute,

Vor einer Weile habe ich über die Weibull-Verteilung und ihre Wichtigkeit bei der Analyse der Zuverlässigkeit von Elektroniken geschrieben.  Diese Verteilung wurde verwendet, um die Haltbarkeit von Lötverbindungen zu bewerten, die entweder in der SMT, beim Wellenlötverfahren oder gar bei der Verwendung von Lötformteilen gebildet wurden. In den nächsten paar Beiträgen würde ich gerne darüber diskutieren, wie man Weibull-Darstellungen interpretiert.

Lassen Sie uns zwei Weibull-Darstellungen von Temperaturwechselprüfungen an bleifreiem Lot betrachten, wie Sie sie in Abbildung 1 unten sehen können.

Abbildung 1.  Eine Weibull-Darstellung der Temperaturwechseldaten für Legierung 2 und Legierung 4.

Beide Legierungen haben beinahe exakt die gleiche Skala bzw. charakteristisches Leben. Sie werden sich daran erinnern können, dass die charakteristische Lebensdauer der Anzahl der Zyklen entspricht, bei der 63% der Testsubjekte fehlschlagen.  Bei Legierung 2 sind es 2.593 Zyklen und bei Legierung 4 sind es 2.629 Zyklen, ein klein wenig besser.  Diese beiden Legierung haben sich jedoch sehr unterschiedlich verhalten.  Der größte Unterschied ist ihre Streuung.  Wir erkennen eine deutlich größere Streuung für Legierung 4, wenn wir eine wir die Daten mit einer Normalverteilung auftragen, wie unten in Abbildung 2.

Abbildung 2. Die Best-Fit-Normalverteilung für Legierung 3 und Legierung 4.

In der Weibull-Darstellungen haben die Daten für Legierung 2 eine sehr steile Steigung oder Formfaktor, was auf eine enge Verteilung hinweist.  Eine enge Verteilung ist wünschenswert, da sie eine genaue Vorhersage der Temperaturwechselbeständigkeit erleichtert.  Legierung 2 ist eindeutig besser.  Bei einer Weibull-Darstellung ist also nicht nur ein großer Skalierungsfaktor oder eine charakteristische Lebensdauer wünschenswert, sondern auch eine steile Steigung oder ein großer Formfaktor.

Das nächste Mal sprechen wir über Sonderfälle.

Bis bald!

Dr. Ron

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