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加速壽命試驗 內容 產品壽命的意義 壽命試驗的介紹 加速壽命試驗的介紹 加速因子的計算 附錄 第一節 產品壽命的意義 什麼是產品的壽命? 產品壽命是指產品從開始操作到失效的期間 壽命的定義 一般以Mean Time Between Failure(MTBF)或Mean Time To Failure(MTTF)來定義壽命 何謂MTTF? 產品從開始操作到失效的平均時間 例如 : 某工程師測得5顆LED壽命的小時數如下10000, 12000, 10500, 11200, 11000則MTTF=(10000+12000+10500+11200+11000)/5=10940小時 MTBF的意義 MTBF除了表示壽命外, 一般也指在“修理系統” (Repair System)中, 相臨兩次失效的平均時間 如下圖, MTBF=(100+80+120)/3=100天 以MTTF評估壽命的理由 在實務上, MTBF適用在“修理系統”失效前, 更換(Renew)時機的參考依據, 確保系統能正常運作 由於本公司產品不屬於“修理系統”, 以MTTF來評估壽命較符何公司產品屬性 第二節 壽命試驗的介紹 什麼是壽命試驗? 產品的壽命是否達到要求, 必須透過“試驗” (Test)的程序來判定, 此種試驗在可靠度工程稱為“壽命試驗”(Life Test) 壽命試驗的注意事項 相同試驗條件的失效率必須為常數 早夭期產品必須剔除 壽命試驗的規劃 決定產品試驗的方法 決定抽樣計劃的方式 決定抽樣數n 訂定判定準則C 壽命試驗的抽樣計劃方式 壽命試驗有下列三種抽樣計劃 : 定數抽樣計劃 定時抽樣計劃 逐次抽樣計劃 本公司壽命試驗採用“定時抽樣計劃”, 使用的抽樣計劃表為“MIL-S-19500H” (附件1) 如何查閱MIL-S-19500H? 決定壽命的規格要求?及試驗時間 t 計算 LTPD= t/? 決定合格的失效數C 由表中C及LTPD找出抽樣數n 查表範例 設客戶要求壽命20000小時, 若預定執行壽命試驗1000小時及允許失效數為1, 試決定抽樣計劃 本例 ?=20000, t=1000, 則LTPD=1000/20000=5% 由表中C=1及 LTPD=5%中查出抽樣數為77 本例的壽命試驗規劃為 抽樣數77 試驗時間1000小時 試驗後若失效數?1, 則判定壽命達到20000小時要求, 若失效數1, 則判定壽命未達20000小時要求 查表練習 某項產品在Data Sheet宣稱產品壽命為50000小時, 為了驗證此宣稱是否正確, 試決定下列各條件的抽樣計劃 試驗時間1000小時, 合格失效數為0 試驗時間500小時, 合格失效數為3 試驗時間2500小時, 合格失效數為1 第三節 加速壽命試驗的介紹 什麼是加速壽命試驗? 若在壽命試驗中提高外在應力(Stress), 使壽命加速退化, 此試驗稱為“加速壽命試驗” 提高應力的來源 環境--高溫, 低溫, 高濕等 高負載--大電流, 高電壓等 為何要做加速壽命試驗? 一般“正常”產品壽命都不算短, 試驗時間勢必相當久, 若用正常的壽命試驗, 則會 試驗成本過高 試驗因耗時而失去時效 其他無法預知的變異 為了能在短時間內判定產品壽命, 節省成本, 必須進行“加速壽命試驗” 加速壽命試驗的抽樣計劃 加速壽命試驗的規劃步驟及抽樣計劃和正常壽命試驗相同, 唯一差別是LTPD的計算方式 正常壽命試驗LTPD= t/? 加速壽命試驗LTPD= t/?*AF (AF稱為加速因子) 加速壽命試驗的抽樣計劃範例 設客戶要求壽命20000小時, 若採用加速壽命試驗, 下列各條件抽樣計劃如下 : 試驗時間1000小時, 加速因子為3, 允許失效數為1 LTPD=1000/20000*3=15%,由表中C=1及 LTPD=15% 中查出抽樣數為25 試驗時間100小時, 加速因子為10, 允許失效數為1 LTPD=100/20000*10=5%,由表中C=1及 LTPD=15% 中查出抽樣數為77 加速壽命試驗的抽樣計劃練習 某項新產品的壽命要求為50000小時, 為確認壽命是否達到要求, 試決定下列各條件的抽樣計劃 試驗時間100小時, 加速因子=5, 合格失效數為0 試驗時間80小時, 加速因子=18.75,合格失效數為3 試驗時間500小時,加速因子=7, 合格失效數為1 第四節 加速因子的計算 加速壽命試驗的模式介紹 在加速壽命試驗中, 決定加速因子是一項相當重要的工作 目前加速因子並無標準的計算方式, 一般是藉由“加速壽命試驗的模式”來計算加速因子 常用的加速壽命試驗的模式 The Arrhenius Model The Eyring Model Combination Model (複合模