Zmodyfikowany model prognozowania niezawodności urządzeń elektronicznych

• Autorzy: Zeng S. , Sun B. , Tong Ch.

Warianty tytułu

EN

A modified model of electronic device reliability prediction

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

There exist uncertainties in the prediction of electronic device reliability based on PoF (physics of failure) model. Based on the combination of Kolmogorov-Smirnov test (KS-test) and Monte-Carlo simulation method, this paper presents a modified method for reliability prediction of electronic devices considering limited test failure data. The process capability index (Cpk) is used to quantitatively characterize the main factors of model uncertainties. Firstly the degree of fitting between the theoretical probability distribution of electronic device failures based on PoF by using the Monte-Carlo simulation method and the practical probability distribution of electronic device failures based on test or field failure data is tested by using K-S test method. Secondly the corrected coefficient of the model is optimized. Finally, a solder thermal fatigue life assessment model and some test failure data are used to verify the proposed method in the illustrative example. The prediction results calculated by modifi ed model are consistent with test results.

PL

Prognozowanie niezawodności urządzeń elektronicznych oparte na modelu fizyki uszkodzeń (PoF) jest obarczone niepewnościami. Opierając się na połączeniu testu Kołmogorowa-Smirnowa (testu K-S) i metody symulacji Monte Carlo, w niniejszej pracy zaprezentowano zmodyfikowaną metodę prognozowania niezawodności urządzeń elektronicznych, która bierze pod uwagę ograniczoną liczbę danych testowych o uszkodzeniach. Ilościową charakterystykę głównych czynników niepewności modelu stworzono na podstawie wskaźnika zdolności procesu (Cpk). W pierwszej części pracy badano stopień dopasowania pomiędzy teoretycznym rozkładem podobieństwa uszkodzeń urządzeń elektronicznych obliczanym w oparciu o PoF przy użyciu metody symulacji Monte-Carlo a empirycznym rozkładem podobieństwa uszkodzeń urządzeń elektronicznych uzyskanym na podstawie testowych lub terenowych danych o uszkodzeniach przy życiu metody K-S. W części drugiej, dokonano optymalizacji skorygowanego współczynnika modelu. Wreszcie, na podstawie przykładu modelu oceny termicznej wytrzymałości zmęczeniowej połączenia lutowanego oraz wybranych danych testowych o uszkodzeniach dokonano weryfikacji proponowanej metody. Wyniki prognoz uzyskane na podstawie zmodyfikowanego modelu są zgodne z wynikami testowymi.

Słowa kluczowe

EN

reliability prediction; model modification; physics of failure; electronic device; K-S test; random censored tests

PL

prognozowanie niezawodności; modyfikacja modelu; fizyka uszkodzeń; urządzenie elektroniczne; test K-S; testy cenzurowania losowego

• Wydawca: Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne
• Czasopismo: Eksploatacja i Niezawodność
• Rocznik: 2009
• Tom: nr 4
• Strony: 4--9
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz.

Twórcy

autor

Zeng S.

autor

Sun B.

autor

Tong Ch.

• Institute of Reliability Engineering Beijing University of Aeronautics and Astronautics No. 37 XueYuan Rd., HaiDian Dist., Beijing 100191, China,

Bibliografia

• 1. Barr D R, Davidson T, Kolmogorov A. Test for Censored Samples. Technometrics 1973; 15: 739-757.
• 2. China Electronics Standardization Institute. Table for reliability test. Beijing National Defense Industry Press 1987.
• 3. Chuan T. Research on reliability prediction for electronic products based on physics of failure. Dept. of System Engineering of Engineering Technology, Beijing University of Aeronautics and Astronautics, Beijing. China 2006.
• 4. Denson W. The History of Reliability Prediction. IEEE Transactions on Reliability 1998; 47(3): 321-328.
• 5. Ebel G H. Reliability Physics in Electronics: A Historical Review [J]. IEEE Transactions on Reliability 1998; 47(3): 379-389.
• 6. Foucher B, Boullie J, Meslet B, Das D. A Review of Reliability Prediction Methods for Electronic Devices. Microelectronics Reliability 2002; 42(8): 1155-1162.
• 7. Guofang H. Reliability Data Collection and Analysis. Beijing National Defense Industry Press 1995.
• 8. Lee W W, Nguyen L T, Selvaduray G S. Solder Joint Fatigue Models: Review and Applicability to Chip Scale Packages. Microelectronics Reliability 2000; 40(2): 231-244.
• 9. Milton Ohring, Reliability and Failure of Electronic Materials and Devices. Academic Press, San Diego 1998.
• 10. Osterman, Qi H Y. Explanation of the 1st Order Thermal Fatigue Model for Solder Interconnects in Area Array Packages. CalcePWA Software Documentation 2002.
• 11. Pecht M. Why the Traditional Reliability Prediction Models Do not Work- Is there An Alternative. Electronics Cooling 1996, 2: 10-12.
• 12. Pecht M, Dasgupta A, Barker D, Leonard C T. The Reliability Physics Approach to Failure Prediction Modeling. Quality and Reliability Engineering International 1990; 6(4): 267-273.
• 13. Pecht M, Shukla A A, Kelkar N, Pecht J. Criteria for the Assessment of Reliability Models. IEEE Transactions on Components, Packaging, and Manufacturing Technology part B: Advance packaging 1997; 20(3): 229-234.
• 14. Xinzhang J. Statistical process control and assessment. Beijing Publishing House of Electronics Industry 2004.