可靠性工程師必備之七種武器

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可修編輯-可靠性工程師必備之七種武器！.環(huán)境試驗(yàn)（ESS）.機(jī)械試驗(yàn).高加速壽命試驗(yàn)?人1?。┘案呒铀賾?yīng)力篩選（HASS）.破壞性物理分析（DPA）.失效分析什外.可靠性預(yù)計(jì)（RP）.可靠性分配能夠熟練運(yùn)用其中一種，即可行走江湖?？煽啃灶A(yù)計(jì)及可靠性分配更是武器中的精品，無(wú)三五年的修煉難成正果。可靠性工程師面試常碰到的問(wèn)題可靠性工程師面試時(shí)常常碰到的問(wèn)題：第一類：你現(xiàn)在在做什么？1、做什么產(chǎn)品？2、做哪些測(cè)試？3、怎么測(cè)試（取樣多少、時(shí)間多長(zhǎng)。。。）？4、測(cè)試中出現(xiàn)的問(wèn)題，是怎么處理的？5、在哪一階段做測(cè)試（研發(fā)、中試、量產(chǎn)）？6、在各個(gè)階段的測(cè)試中，有些什么差異？7、對(duì)于可靠性增長(zhǎng)你參與到什么程度？8、對(duì)可靠性設(shè)計(jì)，你們有那些方法？9、你用過(guò)那些可靠性軟件？第二類：為什么這么做。1、為什么要測(cè)試這幾項(xiàng)（對(duì)其它的產(chǎn)品，你有什么理由選擇什么測(cè)試項(xiàng)目）？2、為什么要取這么多樣品（產(chǎn)品不同、階段不同時(shí)取樣有什么標(biāo)準(zhǔn)）？3、為什么要測(cè)試這么長(zhǎng)的時(shí)間（如果時(shí)間太長(zhǎng)，有沒有變通的方法）？4、為什么要用這個(gè)測(cè)試條件（針對(duì)另一種產(chǎn)品，你怎么取測(cè)試條件）？5、如何做到可靠性增長(zhǎng)（有那些方法）？6、如何保持已經(jīng)設(shè)計(jì)好的可靠性？第三類：相關(guān)理論。1、加速理論是怎么回事？2、MTBF的置信區(qū)間是怎么回事？3、受過(guò)那些可靠性培訓(xùn)？4、可靠性設(shè)計(jì)中常用的方法有哪些？5、進(jìn)入我公司（知道要做什么）后，你會(huì)有什么樣的工作計(jì)劃？6、最近五年有什么目標(biāo)？當(dāng)然，如果是外企，還有一些英文方面的要求。以上，是我個(gè)人的感覺。請(qǐng)大家根據(jù)看到的面試要求、面試經(jīng)驗(yàn)，有興趣的話寫二句，也是給可靠性工程者的一個(gè)學(xué)習(xí)方向的參考吧。產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間，完成規(guī)定功能的能力，稱為產(chǎn)品的可靠性。3.1.1.1可靠度產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間，完成規(guī)定功能的概率稱為產(chǎn)品的可靠度。若以T表示產(chǎn)品的壽命，以t表示規(guī)定的時(shí)間，顯然，“T>t”的事件是一隨機(jī)事件。產(chǎn)品的壽命特征量一批產(chǎn)品中某一特定產(chǎn)品在失效發(fā)生之前，難以指出其壽命的確切值。但在掌握了一批產(chǎn)品壽命的統(tǒng)計(jì)規(guī)律后，就可以指出產(chǎn)品壽命小于某一值的概率，或產(chǎn)品壽命在某一圍的概率。在可靠性工作中，常常用平均壽命、壽命方差、可靠壽命、中位壽命以及特征壽命等作為衡量產(chǎn)品可靠性的尺度。失效率的單位通常可以采用每小時(shí)百分之一或千小時(shí)的百分之一來(lái)作為產(chǎn)品失效率的單位，但對(duì)具有高可靠要求的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，就需要采用更小的單位來(lái)作為失效率的基準(zhǔn)。現(xiàn)在常采用菲特作基準(zhǔn)單位。菲特這一單位的數(shù)量概念是：1菲特什1?。?1/小時(shí)=1/千小時(shí)實(shí)際上，這就表示了10億個(gè)元件小時(shí)只允許有一個(gè)產(chǎn)品失效，亦即在每千小時(shí)，只允許有百萬(wàn)分之一的失效概率。3.4.2失效率的等級(jí)我國(guó)于1979年發(fā)布了標(biāo)準(zhǔn)GB/T1772-79《電子元器件失效率試驗(yàn)方法》，對(duì)有可靠性指標(biāo)年口）的軍用元件，規(guī)定了失效率等級(jí)，該國(guó)標(biāo)是參照采用了美軍標(biāo)MIL-STD-690B（1968）而制定的，一直沿用到九十年代初期。1996年發(fā)布了軍用標(biāo)準(zhǔn)62649-96,該軍標(biāo)等效采用了美軍標(biāo)MIL-STD-690C（1993），今后國(guó)軍標(biāo)有可靠性指標(biāo)的貫標(biāo)元件將主要采用G2649-96。但目前大多數(shù)列入合格產(chǎn)品目錄（QPL）中有可靠性指標(biāo)的元件，仍沿用GB/T1772-79規(guī)定的失效率等級(jí)，兩者的失效率等級(jí)代號(hào)很易混淆，現(xiàn)將這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)失效率等級(jí)的分類及代號(hào)同時(shí)列于表2-1，供比較。表3-1失效率等級(jí)失效率等級(jí)名稱失效率等級(jí)代號(hào)最大失效率（1片或1/10次）GB/T1772-79G2649-96亞五級(jí)YL3x10-5五級(jí)WM10-5六級(jí)LP10-6七級(jí)QR10-7八級(jí)BS10-8九級(jí)J-10-9十級(jí)S-10-10加速壽命實(shí)驗(yàn)之加速因子加速春命就嬲的成敗^鍵是如何掌握加速蠢命就嬲之加速因子（AcceleratedFactor），散加速因子可表示卷―高低余力分月1」施於羥品上，其羥品失效土果的加速程度，再魔用其^果去慎估第3荏魔力就嬲下之言命。一般襟隼的甯子零件其加速蠢命參數(shù)及可靠度模式，可由美罩罩方襟隼手冊(cè)伽比小口81217巳及其相^規(guī)籍中查得。也可利用熱魔力如溫度來(lái)做卷羥品之霰苛負(fù)苛或璟境來(lái)加速建得失效數(shù)摞，其分析的方式刖可探Arrhenius模式；如^非小，力如甯屋等，刖使用反乘幕法刖（InversePowerLaw或t；如^祺合鷹力模式（binationModel）刖可利用Eyring加速蠢命就嬲模式來(lái)估^九命典加速用境鷹力『用之^保；除此之外，也可利用使用者封羥品使用累稹之^嬲，建立零件所通用之加速春命之模式，其中加速蠢命就嬲的方法可分^^率加速，即增多『由歇勒作的反覆次數(shù)，或成使^勒作而^求^率加速的有效性，另一方面刖是加重朝作魔力或用境魔力，短畤^內(nèi)使裂品弓金裂故障的方法，又耦弓金裂劣化就嬲。在所施加之霰苛魔力中，通常施加一定魔力，但也.2ic.;r,v0C8J$f!u&k3X;Y+L有使用魔力1!畤^建化的逐步加霰魔力就嬲。魔力加速法陽(yáng)慎逗魔力的荏^、大小等。所施于霰苛魔力中包含有璟境溫度、渥度、羥品所承受之魔力、甯屋及其增多『由歇勒作的反覆次數(shù)等。7t:n.\8+g+k&y"l所以加速蠢命就嬲是在物理典畤^上，加速^品的劣化速度，以較短的畤『用就嬲，建取必要之言命分體數(shù)摞，逃而予以推估^品在正常使用戕憩的蠢命或失效率。半導(dǎo)體,芯片,集成電路，設(shè)計(jì)版圖,芯片,制造，工藝一般所使用的加速涮就方式，有2荏模式，其一卷物理模式，其二卷統(tǒng)^模式。在物理模式中是封於^品施予較霰苛魔力，再依其失效情猊來(lái)推估正常使用魔力下之言命分體，在所施予霰苛魔力中可分卷熟魔力、非熟魔力典祺合魔力等。其二卷統(tǒng)^模式，其中若封於^品若已有了一些使用^嬲，或是已知羥品失效分體相^公式，刖可探用賓氏法刖笛2"$6r)，另一方面刖是我尊常憩魔力和霰苛魔力脩件二者累稹失土率函敷(CumulativeDistributionFunction；曾耦卷CDF)之^的^保，耦卷畤^聘換式在甯子渠常用的加速蠢命就嬲中，最常使用的便就是熱魔力負(fù)載[19],一般甯子工渠就是封其引件探提高溫度的涮就法，來(lái)加速H槌失效的贊生，也可富作不良裂品的早夭加速春命涮就，一般^多的化阜反魔^如金腐的生卻、潤(rùn)滑剝的失效或半醇聘物^[20]的攘散都符合阿忍尼斯定律依「由6口訕$Law)。根摞最原始的阿忍尼斯定律，富一他1物^/堊由化阜反魔而建成另一他1新物^畤，化阜家所感典趣的是：新物^的性^典原來(lái)物^的性^有何不同、反魔贊生的速率有多快、以及控制造速率的因素有那些。有^^方面的探蜜均腐於化再朝力阜(的0團(tuán)成1制磯族、或耦反主助力阜，Reaction卜訪磯感)的第域。一般而言，影^反:速率的因素有四佃，即：反魔物的本性、催化劇人反魔物.2匕6m5ZS2o1h之渡度及溫度；在工渠上胃嬲部分通常都可控制了反魔物本性、催化^及溫度等建因，探^反魔速率的渡度效魔，在甯子元件羥渠的可靠度胃嬲部分，刖控制反魔物本性、催化^及渡度，戳察璟境溫度射反魔速率的影^。富羥品封於使用溫度的改建有著明期的加速率畤，Arrhenius模式可用來(lái)探^羥品反魔速度和溫度『用的^保，在文靴中也用此方式來(lái)^做各^化阜建化典溫度的^保。其中溫度建化封於甯子^品春命影^,有著十分密切的^保，因卷甯子元件內(nèi)部的化阜建化是隙著溫度建化速度不同而有所改建，例如甯解甯容內(nèi)部的甯解液11!溫度增加而醇致化阜反魔速率的增加，化阜建化的贊生是醇致元件快速^生失效的主因，故造荏^保在化阜上耦做阿忍尼斯方程式(ArrheniusEquation)其反下速率典溫度『用最初的^?？杀硎境上率?+X.j4X3P-Tk=A*exp(-Ea/R*T)k卷化阜反^贊生畤的反『速率保敷(ratecoefficient),A卷常甑Ea卷活化能(activationenergy),軍位卷仟焦耳(Kilo-Joule),R理想照聘常數(shù)(universalgasconstant),T卷余色封溫度值(indegreesKelvin)。R值常卷8.314x10-3kJoule^^匕-水-匕所以方程式可表示成G=C*exp(E/BT)G卷化阜反魔的反魔速率.2匕笊&。31987\人0工團(tuán)5VC卷加速因子常數(shù)E卷化阜反魔畤所需之“活化能量但仇昏可帝energy)“軍位^(甯子伏特：eV)半導(dǎo)體技術(shù)天地3V8I:B^波氏(Boltzman)常數(shù)(0.00008623eV/K).2ic.6|5u#'7N'xT卷某加速脩件下的^^溫度假敲能找出某一性^Q,和羥品的春命n之『用的某荏^保，刖散羥品的化阜反魔速率和^品之言命乘稹魔散相等於Q,即Cn=Q半導(dǎo)體，芯片，集成電路，設(shè)計(jì)擷圖隔圓,制造集藝戰(zhàn)程,封裝，測(cè)試,wafer,chip,ic,design,eda,fabrication,process,layout,package上est,FA,RA,QA,photo,etch,implant,diffustion,lithography,fab,fables n=Q/C*exp(E/BT)tt^Q和《都卷常數(shù)揩上式麗式取封敷，可得知ln(n)=U+E/BT;U=ln(Q/C)T^^射溫度，軍位^「為口，此即^Arrhenius加速■浮的由來(lái)［12］。半導(dǎo)體，芯片，集成電路，設(shè)計(jì)擷圖,芯片在工渠胃院的魔用上，是耨各項(xiàng)瓷料鉆笛在特殊的^^的■表上，可利用■解的方式，很快且容易地求出,畿座襟是以ln(n)卷軍位，而橫座襟軍位^1/T,揩其各站德置在特殊^^的■歌之上，找出一脩通合的直^,此^^解法也可用在加速蠢命涮就之中。2A5_*Y;G:}若於霰苛魔力下逃行加速蠢命就嬲，可得2引數(shù)摞，刖Arrhenius模型成立畤的加速率卷集,fab,fabless;a#'$?)N-pAF=(G1/G2)=(n2/n1)=Exp{(E/B)(1/T2-1/T1)}AF卷加速率即加速因在acceleratedfactor)w所以只要知道麗荏就嬲的脩件溫度(口、T2),即可得知加速因子人，其中有^於活化能E是分子於贊生化阜反魔作用中，所需具愉的最小能量，￥位卷甯子伏特eV(Electron-Volts)。富就嬲的溫度差度差距籍！1不大畤，刖活化能E值均可敲定卷常數(shù)［11］,其數(shù)值的大小，可利用唾嬲，揩其失效數(shù)摞噌入Arrhenius加速:命■土中可求得。首先你要確定產(chǎn)品壽命的置信度(confidencelevel),一般memoryproduct為60%,Logicproduct90%.(但是,更重要的是你自己對(duì)這個(gè)產(chǎn)品壽命準(zhǔn)確度的要求有多高)。6U8H8Z/\3v7M"G,［其次，需要知道在ArrheniusModeK,產(chǎn)品的￡2激活能(eV)是多少(需要綜合考慮各種失效模式)。4{+Y*w0R4U8Z#k'I7n6H4g然后，根據(jù)customerusagemodel下與HTOL的stressmodel下溫度和電壓的差值(Delta),分別計(jì)算出At和Av2w7z!v5K7T+U72O2t)C6Q(其中，計(jì)算At時(shí)的TJ=Tambient+Theta*Vcc*Icc；Vaf根據(jù)devicedesign+經(jīng)驗(yàn)確定)Av*At*Stresstime=lifetimecustomerusagemodel.「&x#A0|/R0L'M0j這樣，2000hrsxAvx似=等于實(shí)際情況下客戶使用的時(shí)間。半導(dǎo)體技術(shù)天地*Q69r2S%x,f5R8G如果77個(gè)都pass,只能表明如果客戶隨機(jī)抽取77個(gè)產(chǎn)品，使用了2000hrxAvxAt時(shí)間后不會(huì)失效。:d4F7h-J"]但是如果要預(yù)測(cè)壽命，只抽取77個(gè)簡(jiǎn)單作2000卜「是絕對(duì)不行的。一般要幾千個(gè)樣品試驗(yàn)，根據(jù)48,168,500,1k,2k卜小時(shí)的失效數(shù)量，擬合到Weibull對(duì)數(shù)紙上，然后平移推定壽命的。半導(dǎo)體技術(shù)天地？)。&1%卜國(guó)(口半導(dǎo)體,芯片,集成電路,設(shè)計(jì),版圖,芯片,制造,工藝,制程,封裝,測(cè)試,wafer,chip,ic,design,eda,process,layout,package,FA,QA,diffusion,etch,photo,implant,metal,cmp,lithography,fab,fabless3P2O%z'l/Q%R%f!u下文是根據(jù)要求壽命判定產(chǎn)品是否合格的DOE方法，道理是相通的，可以幫助理解“壽命“的概念。(本人就不打字了。。。) "AD.M#L6h某種產(chǎn)品，要求在90%的信心度下MTBF為2000乩如何判定此產(chǎn)品的可靠性是否達(dá)到了規(guī)定的要求？可以轉(zhuǎn)化為判定此產(chǎn)品是否能通過(guò)規(guī)定時(shí)間的模擬運(yùn)行測(cè)試，其關(guān)鍵是要找出測(cè)試時(shí)間；測(cè)試時(shí)間=AxMTBF，A這個(gè)因子與“在這段時(shí)間允許失效的次數(shù)”和“90%的信心度”有關(guān)系。根據(jù)已經(jīng)成熟的體系，直接代用公式：A=0.5*X2(1-a，2(r+1)) 半導(dǎo)體技術(shù)天1;z:q2}6[:b)E'wX2(1-a，2(r+1))是自由度為2(r+1)的X平方分布的1-a的分位數(shù)；a是要求的信心度，為90%；r是允許的失效數(shù)，由你自己決定；此分布值可以通過(guò)EXCEL來(lái)計(jì)算，在EXCEL中對(duì)應(yīng)的函數(shù)為CHIINV；如允許失效1次時(shí)，A=0.5*CHIINV(1-0.9,2*2)=0.5*CHIINV(0.1,4)=0.5*7.78=3.89；所以應(yīng)該測(cè)試的時(shí)間為：3.89X2000=7780H。也就是當(dāng)設(shè)備運(yùn)行7780H是只出現(xiàn)一次失效就認(rèn)為此產(chǎn)品達(dá)到了要求的可靠性。或者，10個(gè)產(chǎn)品運(yùn)行778個(gè)Hr出現(xiàn)的失效小于等于1個(gè)就可以認(rèn)為達(dá)到了要求。依此類推。MTBF計(jì)算實(shí)例前段時(shí)間一個(gè)韓國(guó)客戶問(wèn),當(dāng)時(shí)計(jì)算了一下，并回復(fù)級(jí)客戶，拿出來(lái)分享并和大家討論一下：6000臺(tái)產(chǎn)品，每天工作10小時(shí)，工作一個(gè)月后有6臺(tái)失效,MTBF是多少？1000臺(tái)產(chǎn)品，每天工作24小時(shí)，工作一個(gè)月后有0.5臺(tái)失效,MTBF是多少？那當(dāng)1000臺(tái)產(chǎn)品，每天工作24小時(shí)，連續(xù)工作一個(gè)月,要使其MTBF為第一種情況時(shí)的值時(shí),需使其失效低于多少臺(tái)?我的計(jì)算方法如下：計(jì)算方法一:1Fit=1/10八9小時(shí)意為：10八9小時(shí)壞了1臺(tái)，失效率為1Fit1)6000臺(tái)*10小時(shí)*30天=1800000臺(tái)時(shí)，一個(gè)月壞了6臺(tái)入=6/180WMTBF=180W/6=30W小時(shí))1000臺(tái)*24小時(shí)*30天=720000臺(tái)時(shí)，一個(gè)月壞了0.5臺(tái)入=0.5/72WMTBF=72W/0.5=144W小時(shí))6/==2.4/72也就是說(shuō)180W臺(tái)時(shí)壞了6臺(tái)與72W壞了2.4臺(tái)是等效的.計(jì)算方法二:(1) (2) (3)n=6000t*=300r=6公式：可靠度：R(t)=0.999=(6000-6)/60000.9990005R(t)=e-入tMTBF=300000即當(dāng)MTBF=30W時(shí)，上面兩個(gè)相等)n=1000t*=720r=0.5R(t)=0.9995=(1000-0.5)/10000.999500125R(t)=e-入tMTBF=1440000即當(dāng)MTBF=144W時(shí)，上面兩個(gè)相等)n=1000t*=720r=2.4R(t)=0.99760.997602878MTBF=300000即當(dāng)1000臺(tái)工作壞了2.4臺(tái)時(shí),MTBF=30W計(jì)算方法三：(參考cliffcrag可靠性統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)方案EXCEL計(jì)算表第5頁(yè)置信限(指數(shù))示例1，再次感謝cliffcrag的無(wú)私奉獻(xiàn))實(shí)例本例㈠㈡ ㈢例：n=20t*=80r=10置信水平:0.95a=0.052r=20T=n