某電（diàn）路板加速可靠性試驗案（àn）例
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發（fā）布日期： 2021.07.15
01某電路板參數和使用條件
某電（diàn）路板安裝8個無引（yǐn）線片（piàn）式（shì）電容，設計壽（shòu）命10年，每天通斷電一次（N=3650循環）。使用溫度日（rì）循環（huán），平均日循（xún）環溫度ΔT=40℃。10年後可接受的累積失效（xiào）率x=0.5%。通過試驗驗（yàn）證其10年後失效率能否滿足要求。
片式電（diàn）容物理（lǐ）參數為：αC=6.8ppm/℃，h=0.127mm，LD=2.032mm。
電（diàn）路板（bǎn）基板為低（dī）CTE多層板，αS=10.5ppm/℃。
02試驗電路板參數和試驗條件
電路板基板的也熱膨（péng）脹係數較低（dī），為了加速焊點的疲（pí）勞失效，更（gèng）換（huàn）熱膨脹（zhàng）係（xì）數（shù）較大的（de）FR-4多層板，αS=16ppm/℃。每試驗電路板安裝8個片式電容，其工藝與實際（jì）產品相同，共32個試驗電路板參與加速試驗。
試驗條件選定為(0-100)℃的溫度（dù）循環，TD=15min，ΔTe=100℃，TSJ=50℃，每（měi）天24個試驗循環。
03試驗數據（jù）
試驗共進行6400循環，出現17個失效，失效數超過試驗件數量一半，試驗結束。
表1 熱循環（huán）試驗失效數據
04數據分析（xī）計算
根據試驗數據表1，計算（suàn）失效率，可以得到失效率與壽命的關係曲線。
將（jiāng）式（2）轉化為（wéi）失（shī）效率和壽（shòu）命的關係如下：
式（7）為典（diǎn）型的失效率與壽命的威布爾分布關係式。
通過試驗數（shù）據進行失效率和（hé）壽命的威布爾分布關係曲線（xiàn）擬（nǐ）合，計算得到式（7）中β=4，N(50%)=6233，擬合相關（guān）係（xì）數R2=0.9987，擬合（hé）曲線與試驗數據見圖4。
圖4 失效率與循環數N試驗數據與擬合（hé）曲線
可以看出試驗數據符合β=4的威布爾分布，平均壽命N(50%)=6233。
試驗為8個器件一（yī）組進行，根據樣本分組修正公式：
式中：
β—威布爾分布形狀參數（shù）；
m—一組器件的數量。
根（gēn）據式(8)，可以計算出試驗（yàn）條件下單個CC1820器件的平均（jun1）壽命：N(50%,test)=10483。
根據式(5)，可以計算出疲勞延（yán）展係數：ΔT=40℃，c(use)=-0.4739；ΔT=100℃，c(test)=-0.41599。
根據式(1)可以計算得到加速試驗下單個器件一個循環損傷：ΔD(test)=0.01593。
根據式(3)計算得到（dào）經驗係數F=0.7035。
將經驗係數F帶入式(3)，可以計算得到使用環境下：ΔD(use)=0.002563。
根據式(6)可以得到（dào）加速試驗加速係數：=14.01。
根據式(1)，計算得到使用環境下單個器件平均壽命N(50%,use)=146833。
根據式(8)，計算得到電路板8個一（yī）組（zǔ）器件（jiàn）平均壽命（mìng）N(50%,use)=87308。
根據式(2)，可以計算使用環境下，電路板失效率x=0.5%時，電路板的壽命為（wéi）N（0.5%,use）=25460。
根據式(2)，同樣可以計算工（gōng）作環境下使用10年時，電路（lù）板失效率x=2.117E-6。
可知電路板工作（zuò）10年（nián）時（shí），失效率<0.5%，滿足使用要求。
