Gente,
Circa un anno fa, ho pubblicato un articolo sui fattori di accelerazione nei test di stress termico. Si veda l'equazione in Equazione 1 qui sotto. Ho commesso un errore con l'esponente, che non deve essere 5,5, ma 2,65. L'esponente 5,5 riguarda i fattori di accelerazione della tensione, non della temperatura. Vedere il libro di O'ConnorIngegneria pratica dell'affidabilitàalle pagine 333 e 334.
Equazione 1. L'equazione dell'accelerazione non è corretta; l'esponente deve essere 2,65 anziché 5,5.
La formula corretta è mostrata nell'Equazione 2. A titolo di esempio, si ipotizzi di essere il responsabile del progetto di un circuito stampato che deve funzionare in un ambiente da -15 a 45°C. Il PCB subirà un ciclo termico al giorno sul campo, nel peggiore dei casi. Deve funzionare per 20 anni. Quindi, la scheda subirà 365,25 giorni/anno x 20 anni = 7.305 giorni, ovvero 7.305 cicli a un ciclo al giorno. La camera di ciclo termico può passare da -20 a 140°C in 4 ore, o 6 cicli in un giorno.
Equazione 2. L'equazione di accelerazione corretta per i cicli termici.
Applicando questi DT all'equazione 2, otteniamo un fattore di accelerazione di 13,45 nel nostro esempio.
Considerando il fattore di accelerazione, è necessario eseguire i test per 7.305/13,45, ovvero 543 cicli. Con 6 cicli di laboratorio al giorno, si tratta di 543/6 = 91 giorni, per cui è possibile eseguire i test in circa 3 mesi.
Il cliente richiede un tasso di fallimento inferiore al 5% con un'affidabilità del 95%.
L'esperimento viene eseguito in laboratorio per 560 cicli su 100 campioni. Dei 100 campioni, 3 si sono guastati a cicli termici inferiori a 543. Questi campioni si sono guastati rispettivamente a 491, 511 e 539 cicli.
Utilizzo diintervalli di confidenza sulle porzionivediamo che l'intervallo di confidenza al 95% è del 6,4%, leggermente superiore al 5% che avevamo sperato. Si veda la Figura 1.
Figura 1. L'equazione mostra che l'intervallo di confidenza al 95% è del 6,4%, superiore al 5% previsto.
Ho creato un foglio di calcolo Excel® per eseguire questi calcoli. Si veda la Figura 2 qui sotto.
Figura 2. Il foglio di calcolo Excel® per eseguire i calcoli dell'esempio.
Questo fattore di accelerazione si basa sul lavoro di Coffin-Manson. O'Connor sottolinea che gran parte di questo lavoro era basato su saldature al piombo-stagno. Le saldature senza piombo non hanno altrettanta esperienza e i modelli sono stati sviluppati solo ora. Il lavoro iniziale suggerisce l'esponente 2,65 che abbiamo utilizzato. Tuttavia, un esempio come il nostro è conservativo, in quanto è improbabile che un campione di campo sia esposto ogni giorno a una temperatura di 60°C.
Salute,
Dr. Ron
