科技的發(fā)展讓電子元器件的市場不斷上漲增值，加大電子元器件使用量的同時對其功能性以及尺寸等方面也有了諸多要求。比如石英晶振，貼片晶振，石英晶體振蕩器，滿足市場需求從大體積8045晶振到1612晶振，尺寸改小了，技術(shù)加強(qiáng)，使用性能也提高了不少，在高端智能產(chǎn)品中具有低功耗，高穩(wěn)定精度，重量輕等優(yōu)勢特點(diǎn)。億金電子技術(shù)工程師下面給大家介紹石英晶振的可靠性質(zhì)以及設(shè)計分析報告。

A型石英晶振的組成

A型石英晶振結(jié)構(gòu)比較簡單,由底座、PCB電路板、元器件、晶體、外殼五部分組成,根據(jù)這些零部件的功能分析,可以得到A型晶振的可靠性框圖, 可靠性框圖見圖3-4

4.22A型石英晶振的可靠性要求

A型石英晶振的可靠性指標(biāo)要求如下:

(1)石英晶振在工作n年內(nèi)不發(fā)生致命故障

(2)石英晶振n年內(nèi)總的工作時間不低于:t=n×365×24。

(3)石英晶振的可靠度為0.95:即Rs=0.95。

4.2.3A型石英晶振的可靠度計算

可靠度是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件和規(guī)定的時間內(nèi),能正常完成規(guī)定功能的概率,通常用R表示。根據(jù)對A型石英晶振的結(jié)構(gòu)分析,可以看出A型石英晶振為串聯(lián)結(jié)構(gòu),可靠度計算公式如下:

R_S=R₁×R₂×R₃×…·×R_n                       公式(4-1)

A型石英晶振由四部分組成:底座、電路板、元器件、晶體、外殼。A型石英晶振可靠度計算公式如下:

R_S=R₁×R₂×R₃×R₄×R₅                  公式(4-2)

式中:R、R2、R3、R4、R₅分別代表底座、電路板、晶體、元器件、外殼的可靠度。

4.24A型石英晶振的可靠性預(yù)計

可靠性預(yù)計,顧名思義指的是對石英晶振產(chǎn)品在規(guī)定的工作條件下進(jìn)行可靠行估計也就是根據(jù)類似產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或組成該產(chǎn)品的各單元的可靠性數(shù)據(jù),對石英晶振產(chǎn)品給定工作或非工作條件下的可靠性參數(shù)進(jìn)行估算。

可靠性預(yù)計的意義主要有:

(1)為產(chǎn)品設(shè)計階段的可靠性設(shè)計提供依據(jù)

(2)為產(chǎn)品的維護(hù)階段提供有價值的信息。

3)站在可靠性設(shè)計的角度,篩選設(shè)計方案,尋找最佳設(shè)計方案。

(4)為改進(jìn)設(shè)計方案提供理論支持。

可靠性預(yù)計的方法主要有上下限法、元件計數(shù)法、相似產(chǎn)品法、應(yīng)力分析法評分法、故障率預(yù)計法、性能參數(shù)預(yù)計法。根據(jù)W公司實(shí)際情況,本文采用應(yīng)力分析法對石英晶振進(jìn)行可靠性預(yù)計。因?yàn)?/span>A型石英貼片晶振的主要部件的故障率均可通過供應(yīng)商得到,所以本文采用應(yīng)力分析法。采用GJB/Z299C-2006預(yù)計手冊。故障率預(yù)計法的計算公式為:

4.2.5A型石英貼片晶振的可靠性分配

石英晶振可靠性分配指的是將整個系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)分配給各個組成部分,是將可靠性指標(biāo)總整體到局部,從上到下進(jìn)行分配的過程?？煽啃苑峙溆幸韵乱饬x:將石英貼片晶振產(chǎn)品的整體可靠性指標(biāo)進(jìn)行分配,分配到產(chǎn)品的下級組成部分,可以使每個組成分的可靠性設(shè)計指標(biāo)更加準(zhǔn)確細(xì)致,便于可靠性設(shè)計人員進(jìn)行分析。

貼片晶振可靠性分配方法主要有AGREE分配法、拉格朗日乘數(shù)法、比例分配法、評分分配法、復(fù)雜度分配法、動態(tài)規(guī)劃法、重要度法、直接尋查法。

本文采用AGREE分配法對A型石英晶振進(jìn)行可靠性分配,AGREE分配法將整體的每一個組成單元的復(fù)雜度和重要度納入到可靠性分配中。 AGREE方法的核心是:失效率的分配和整體的各個組成單元的重要度和復(fù)雜度有關(guān),組成單元越重要,分配的失效度就應(yīng)該越高。相反,組成單元的重要度越高,分配的失效度就應(yīng)該有所減少。也就是說,分配給每個組成單元的失效度是加權(quán)的,加權(quán)因子C與組成單元復(fù)雜度成正比,與組成單元的重要度成反比。

單元或子系統(tǒng)的復(fù)雜度的定義為單元中所含的重要零件、組件(其失效會引起單元失效)的數(shù)目N_i(i=1,2.n)與系統(tǒng)中重要零、組件的總數(shù)N之比,即第i個單元的復(fù)雜度為：

假定設(shè)備的壽命符合指數(shù)分布,則可靠度為:

單元或子系統(tǒng)的重要度的定義為該單元的失效而引起的系統(tǒng)失效的概率。其表示為考慮裝置的重要度之后,把系統(tǒng)變成一個等效的串聯(lián)系統(tǒng),則系統(tǒng)的可靠度Rs可以表示為考慮裝置的重要度之后,把系統(tǒng)變成一個等效的串聯(lián)系統(tǒng),則系統(tǒng)的可靠度Rs可以表示為：

考慮裝置的重要度之后,把系統(tǒng)變成一個等效的串聯(lián)系統(tǒng),則系統(tǒng)的可靠度Rs可以表示：

式中：

Wi —為系統(tǒng)的失效率

Ki —產(chǎn)為單元的復(fù)雜度

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