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韦布分析 II:早期首次失效的诅咒

乡亲们

在 继续讨论韦布尔分析时,假设我们使用无铅焊膏组装了一些表面贴装技术 和通孔 上的PCB。该电路板上还包含一些底部引脚(BTC)的元器件 (通常称为QFN),这些器件同样使用焊膏进行组装焊片 。为了测试这些BTC器件,我们进行了一次应力测试。在此类测试中,韦布尔分析中的首次失效是最关键的数据点。 无论其余数据的结果如何,这些后期的失效都无法抵消极早期首次失效所产生的影响。

为了理解这一概念,让我们来看一下下方的威布尔图。在许多高可靠性 应用 中,可能会要求被测的元器件 中有很小一部分至少达到某种最低可靠性 。

合金 5的威布尔概率图,其中显示了数据点、拟合直线和统计表。

图1. 包含早期失效的韦布分布 分析。

举个例子,假设元器件 中有1%的样本其使用寿命不得少于500个循环。从图1可以看出,其中1%的样本使用寿命少于150个循环(见箭头所指)。这一早期异常值对韦布尔分析产生了显著影响。

然而,如图2所示,如果剔除该异常值,数据表明1%的元器件 电池寿命为900个循环。我们可以看到首次失效对这一结果产生的显著影响。 需要注意的是,首次失效对“尺度”或特征寿命的影响并不大(2647 与 2682)。因此,特征寿命并不是在高可靠性 环境中可用的稳健指标。然而,曲线形状或斜率会受到早期失效的显著影响——当早期失效被“截断”时,斜率会从 2.22 变为 4.23。

合金 5截尾分布的韦布尔概率图,显示了沿拟合直线分布的数据点,并标注了百分比。

图2. 剔除早期失效(截尾)后的韦布 分析。

为什么会出现这样的异常值?几乎可以肯定,这次早期失效存在某种异常情况。可能是焊盘氧化导致焊料无法形成良好的润湿 。也许在 失效根本原因分析中会发现类似的失效模式。不过,我通常反对对数据进行删减,即使有支持性的失效分析结果也不例外。我认为应该重新进行测试。人们往往很容易说服自己接受那些结论不明确的失效分析结果。

你怎么看?

干杯

罗恩博士