科技的發(fā)展讓電子元器件的市場(chǎng)不斷上漲增值，加大電子元器件使用量的同時(shí)對(duì)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(mǎn)足市場(chǎng)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(shì)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(jì)分析報(bào)告。

A型石英晶振的組成

A型石英晶振結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)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(jiàn)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(shí)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(jì)算

可靠度是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件和規(guī)定的時(shí)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(duì)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(jì)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(jì)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(jì)

可靠性預(yù)計(jì),顧名思義指的是對(duì)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(jì)也就是根據(jù)類(lèi)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(duì)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(jì)的意義主要有:

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

(2)為產(chǎn)品的維護(hù)階段提供有價(jià)值的信息。

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

(4)為改進(jìn)設(shè)計(jì)方案提供理論支持。

可靠性預(yù)計(jì)的方法主要有上下限法、元件計(jì)數(shù)法、相似產(chǎn)品法、應(yīng)力分析法評(píng)分法、故障率預(yù)計(jì)法、性能參數(shù)預(yù)計(jì)法。根據(jù)W公司實(shí)際情況,本文采用應(yīng)力分析法對(duì)石英晶振進(jìn)行可靠性預(yù)計(jì)。因?yàn)?/span>A型石英貼片晶振的主要部件的故障率均可通過(guò)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(jì)手冊(cè)。故障率預(yù)計(jì)法的計(jì)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(gè)系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)分配給各個(gè)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(guò)程。可靠性分配有以下意義: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(jí)組成部分,可以使每個(gè)組成分的可靠性設(shè)計(jì)指標(biāo)更加準(zhǔn)確細(xì)致,便于可靠性設(shè)計(jì)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(píng)分分配法、復(fù)雜度分配法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃法、重要度法、直接尋查法。

本文采用 AGREE分配法對(duì)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(gè)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(gè)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(shuō),分配給每個(gè)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(huì)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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