Beschleunigungsfaktoren bei der Lebensdauerprüfung von Elektronikkomponenten

Leute,

Sie sind der Projektleiter für eine Leiterplatte, die in einer Umgebung von -10 bis 80 °C funktionieren muss. Die Leiterplatte der Anwendung wird in diesem Bereich einen Wärmezyklus pro Tag durchlaufen. Sie muss 20 Jahre lang funktionieren. Der Kunde verlangt eine Ausfallrate von weniger als 5 %. Sie möchten einen beschleunigten Test durchführen, um diese Lebensdauer in weniger als 2 Monaten zu duplizieren. Ihre Temperaturzykluskammer kann einen Zyklus von -20 bis 140 in 4 Stunden oder 6 Zyklen an einem Tag durchführen. In der Praxis wird die Leiterplatte also 365,25 Tage/Jahr x 20 Jahre = 7.305 Tage oder einen Zyklus pro Tag durchlaufen. Ihre Kammer kann 6 Zyklen/Tag x 30 Tage/Monat x 2 Monate = 360 Zyklen in zwei Monaten liefern.

In seinem Buch Practical Reliability Engineering schlägt Patrick O'Connor einen Beschleunigungsfaktor vor (S. 334). Mit dieser Formel können wir den Beschleunigungsfaktor als 23,67 berechnen. Daher entsprechen 7.305 Feldzyklen 309 Laborzyklen. Siehe Abbildung 1.

Abbildung 1. Die Berechnung der Anzahl der Laborzyklen, die der Anzahl der Feldzyklen entspricht.

Der Versuch wird im Labor mit 360 Zyklen an 100 Proben durchgeführt. Von den 100 Proben versagen 3 nach weniger als 309 Temperaturzyklen. Diese Proben fielen jeweils nach 303, 305 und 307 Zyklen aus. Unter Verwendung der Konfidenzintervallen der Anteile sehen wir, dass das 95%ige Konfidenzintervall 6,4 % beträgt, etwas mehr als die erhofften 5 %.

Abbildung 2. Das Konfidenzintervall der Anteile zur Berechnung der 95%-Konfidenzgrenze der prognostizierten Ausfälle

Wir müssen eine Fehlerursachenanalyse durchführen, um die Ursachen der Ausfälle zu verstehen und Korrekturmaßnahmen zu ergreifen.

Danke,

Dr. Ron