Leute,
Um unsere Erörterung zur Weibull-Analyse fortzusetzen, nehmen wir einmal an, wir hätten einige SMT- und Durchsteck-Leiterplatten mit bleifreier Lötpaste bestückt. Auf dieser Leiterplatte befinden sich auch einige Bauteile mit rückseitigem Anschluss (BTC, oft als QFNs bezeichnet), die ebenfalls mit Lötvorformen bestückt wurden. Zur Prüfung der BTCs wird ein Belastungstest durchgeführt. Bei einem solchen Test ist der erste Ausfall in der Weibull-Analyse der wichtigste Datenpunkt. Unabhängig von den Ergebnissen der übrigen Daten können diese späteren Ausfälle die Auswirkungen eines sehr frühen ersten Ausfalls nicht aufheben.
Um dieses Konzept zu verstehen, werfen wir einen Blick auf das untenstehende Weibull-Diagramm. In vielen Anwendungen mit hohen Zuverlässigkeitsanforderungen kann es erforderlich sein, dass ein kleiner Prozentsatz der zu prüfenden Komponenten zumindest eine Mindestzuverlässigkeit aufweist.
Abbildung 1. Weibull -Analyse mit einem frühen Ausfall.
Nehmen wir beispielsweise an, dass 1 % der Komponenten eine Lebensdauer von mindestens 500 Zyklen aufweisen müssen. Aus Abbildung 1 geht hervor, dass 1 % eine Lebensdauer von weniger als 150 Zyklen hat (siehe Pfeil). Dieser eine frühe Ausreißer hat erhebliche Auswirkungen auf die Weibull-Analyse.
Würde dieser Ausreißer jedoch entfernt, wie in Abbildung 2 zu sehen ist, deuten die Daten darauf hin, dass 1 % der Komponenten eine Lebensdauer von 900 Zyklen haben wird. Wir können den dramatischen Einfluss erkennen, den der erste Ausfall auf dieses Ergebnis hat. Beachten Sie, dass der erste Ausfall die „Skala“ oder die charakteristische Lebensdauer nicht wesentlich beeinflusst (2647 gegenüber 2682). Daher ist die charakteristische Lebensdauer kein robustes Maß, das in einer Umgebung mit hohen Zuverlässigkeitsanforderungen verwendet werden sollte. Die Form bzw. die Steigung wird jedoch durch den frühen Ausfall drastisch beeinflusst, da sie sich von 2,22 auf 4,23 ändert, wenn der frühe Ausfall „zensiert“ wird.
Abbildung 2. Weibull- Analyse ohne Berücksichtigung der frühen Ausfälle (zensiert).
Warum könnte ein solcher Ausreißer auftreten? Mit ziemlicher Sicherheit liegt dem frühen Ausfall etwas Ungewöhnliches zugrunde. Es könnte sich beispielsweise um ein oxidiertes Pad handeln, das eine gute Benetzung des Lötzinns verhindert. Möglicherweise lässt sich ein solcher Fehlermodus im Rahmen einer Ursachenanalyse aufdecken. Ich bin jedoch grundsätzlich gegen das Aussortieren von Daten, selbst wenn eine stützende Fehleranalyse vorliegt. Meiner Meinung nach sollte der Test wiederholt werden. Oftmals ist es allzu leicht, sich selbst davon zu überzeugen, eine nicht eindeutige Fehleranalyse zu akzeptieren.
Was denkst du darüber?
Zum Wohl,
Dr. Ron
