一種通用的印刷電路板可靠性指標(biāo)快速分析方法
【專利摘要】本發(fā)明公開的通用的印刷電路板可靠性指標(biāo)快速分析方法，其步驟包括：建立電子元器件可靠性特征參數(shù)分布模型；通過調(diào)用接口函數(shù)得到印刷電路板的電子元器件清單；匯編印刷電路板的電子元器件詳細(xì)清單；根據(jù)印刷電路板的電子元器件可靠性特征參數(shù)分布模型與電子元器件詳細(xì)清單，得到包含所有電子元器件的通用失效率參數(shù)的表格清單；計(jì)算得到印刷電路板在使用環(huán)境下的失效率；根據(jù)印刷電路板在使用環(huán)境下的失效率，計(jì)算電路板的系統(tǒng)可靠度，系統(tǒng)不可靠度，系統(tǒng)平均無故障壽命。本發(fā)明對電路板的設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義，實(shí)現(xiàn)了電路板設(shè)計(jì)與可靠性分析之間的連續(xù)性，方便用戶實(shí)現(xiàn)電路板設(shè)計(jì)與可靠性分析的交叉進(jìn)行，從而提高電路板設(shè)計(jì)的效率。
【專利說明】一種通用的印刷電路板可靠性指標(biāo)快速分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子設(shè)備的可靠性分析領(lǐng)域，特別涉及一種通用的印刷電路板可靠性指標(biāo)快速分析方法。
【背景技術(shù)】
[0002]印刷電路板(PCB)減少布線和裝配的差錯(cuò)，提高了自動化水平和生產(chǎn)勞動率，被廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)領(lǐng)域。
[0003]現(xiàn)有電子設(shè)備故障樹分析的方法需要借助行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或者手冊進(jìn)行復(fù)雜的查詢，需要耗費(fèi)的勞動量較大，一旦發(fā)生會發(fā)生錯(cuò)誤，使評估的數(shù)據(jù)產(chǎn)生大的誤差，甚至發(fā)生數(shù)據(jù)嚴(yán)重失真的情況。可靠性分析已經(jīng)成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)的一項(xiàng)重要工作。對于電子產(chǎn)品來說，系統(tǒng)元件中種類復(fù)雜，數(shù)量眾多，并且元件的可靠度受工作狀態(tài)、環(huán)境因素等條件的影響較大，因此對電路系統(tǒng)進(jìn)行可靠性分析就顯得必不可少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為解決以上問題，提供一種通用的印刷電路板可靠性指標(biāo)快速分析方法。
[0005]本發(fā)明的通用的印刷電路板可靠性指標(biāo)快速分析方法，其步驟如下:
[0006]步驟1:建立電子元器件可靠性性特征參數(shù)分布模型:以中國軍方電子設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)手冊GJB/Z299C-2006失效率計(jì)算公式為依據(jù)建立電子元器件可靠性特征參數(shù)分布模型；所說的電子元器件包括電阻、電容、開關(guān)、繼電器、電感、熔斷器和斷路器的基本電路組件，二極管、晶體管和半導(dǎo)體晶閘管的半導(dǎo)體元器件，發(fā)光二極管、關(guān)敏電阻、光電二極管、光電晶體管、光電晶閘管和光電耦合器的光電子元件以及運(yùn)算放大器和半導(dǎo)體微電路；
[0007]步驟2:編寫接口程序，導(dǎo)入電路板的PCB工程文件，通過調(diào)用編寫的接口函數(shù)直接從后臺打開印刷電路板軟件Altium Designer09,然后導(dǎo)出該電路板的電子元器件清單，該清單包括了以下數(shù)據(jù):電子元器件名稱、標(biāo)號、規(guī)格、型號、數(shù)量，該清單是以.xls為后綴的EXCEL電子表格文件；
[0008]步驟3:基于EXCEL VBA開發(fā)獨(dú)立宏，該宏加載成功后，在EXCEL菜單欄顯示專用工具欄以及數(shù)據(jù)錄入向?qū)?，采用自動輸入方式輸入電路板上所有電子元器件的種類及每類電子元器件的數(shù)量，采用手動輸入方式輸入特征參數(shù)分布模型中所不包含的電子元器件的種類和數(shù)量、電路板上所有電子元器件的質(zhì)量等級與質(zhì)量系數(shù)以及電路板設(shè)備的應(yīng)用環(huán)境類別信息，該數(shù)據(jù)錄入向?qū)峭ㄟ^EXCEL下的VLOOKUP函數(shù)與MATCH函數(shù)實(shí)現(xiàn)的，通過查找關(guān)鍵字實(shí)現(xiàn)對電子元器件從類型、規(guī)格到數(shù)量的逐級匹配與錄入，匯編得到電子元器件的詳細(xì)清單；
[0009]步驟4:按步驟I中所建立的各類電子元器件可靠性特征參數(shù)分布模型，計(jì)算各電子元器件在使用環(huán)境下的通用失效率Xi，得到包含所有電子元器件通用失效率參數(shù)Xi的表格清單，λ i是第i種電子元器件在使用環(huán)境下的通用失效率；
[0010]步驟5:根據(jù)步驟3匯編得到電子元器件的詳細(xì)清單和步驟4所得的包含所有電子元器件可靠性參數(shù)的表格清單，通過公式(I)計(jì)算，得到印刷電路板在使用環(huán)境下的通用失效率λ ,其公式如式(I):
【權(quán)利要求】
1.一種通用的印刷電路板可靠性指標(biāo)快速分析方法，其步驟如下: 步驟1:建立電子元器件可靠性性特征參數(shù)分布模型:以中國軍方電子設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)手冊GJB/Z299C-2006失效率計(jì)算公式為依據(jù)建立電子元器件可靠性特征參數(shù)分布模型；所說的電子元器件包括電阻、電容、開關(guān)、繼電器、電感、熔斷器和斷路器的基本電路組件，二極管、晶體管和半導(dǎo)體晶閘管的半導(dǎo)體元器件，發(fā)光二極管、關(guān)敏電阻、光電二極管、光電晶體管、光電晶閘管和光電耦合器的光電子元件以及運(yùn)算放大器和半導(dǎo)體微電路； 步驟2:編寫接口程序，導(dǎo)入電路板的PCB工程文件，通過調(diào)用編寫的接口函數(shù)直接從后臺打開印刷電路板軟件Altium Designer09,然后導(dǎo)出該電路板的電子元器件清單，該清單包括了以下數(shù)據(jù):電子元器件名稱、標(biāo)號、規(guī)格、型號、數(shù)量，該清單是以.xls為后綴的EXCEL電子表格文件； 步驟3:基于EXCEL VBA開發(fā)獨(dú)立宏，該宏加載成功后，在EXCEL菜單欄顯示專用工具欄以及數(shù)據(jù)錄入向?qū)?，采用自動輸入方式輸入電路板上所有電子元器件的種類及每類電子元器件的數(shù)量，采用手動輸入方式輸入特征參數(shù)分布模型中所不包含的電子元器件的種類和數(shù)量、電路板上所有電子元器件的質(zhì)量等級與質(zhì)量系數(shù)以及電路板設(shè)備的應(yīng)用環(huán)境類別信息，該數(shù)據(jù)錄入向?qū)峭ㄟ^EXCEL下的VLOOKUP函數(shù)與MATCH函數(shù)實(shí)現(xiàn)的，通過查找關(guān)鍵字實(shí)現(xiàn)對電子元器件從類型、規(guī)格到數(shù)量的逐級匹配與錄入，匯編得到電子元器件的詳細(xì)清單； 步驟4:按步驟I中所建立的各類電子元器件可靠性特征參數(shù)分布模型，計(jì)算各電子元器件在使用環(huán)境下的通用失效率λ i，得到包含所有電子元器件通用失效率參數(shù)λ i的表格清單，λ i是第i種電子元器件在使用環(huán)境下的通用失效率； 步驟5:根據(jù)步驟3匯編得到電子元器件的詳細(xì)清單和步驟4所得的包含所有電子元器件可靠性參數(shù)的表格清單，通過公式(I)計(jì)算，得到印刷電路板在使用環(huán)境下的通用失效率λ，其公式如式(I): λ = Σni=1NIλi(I)
式中: λ i—第i種電子元器件在使用環(huán)境下的通用失效率 Ni——第i種電子元器件的數(shù)量 η—電路板上的電子元器件種類數(shù)目； 步驟6:根據(jù)步驟5得到的在使用環(huán)境下的通用失效率，得到印刷電路板的系統(tǒng)可靠度Rs = e-At,系統(tǒng)不可靠度Fs = l-e_At，生成由這些參數(shù)得到的印刷電路板可靠度分布曲線與不可靠度分布曲線，計(jì)算步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路印刷電路板的平均無故障壽命MTBF = l/λ，將數(shù)據(jù)存檔，分析完畢。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用的印刷電路板可靠性指標(biāo)快速分析方法，其特征在于:步驟3中所說的采用手動輸入方式輸入特征參數(shù)分布模型中所不包含的電子元器件的種類和數(shù)量這一過程是針對步驟I中所建立的電子元器件可靠性特征參數(shù)分布模型里面所不包含的電子元器件。
【文檔編號】G06F17/50GK103902770SQ201410119251
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】楊燦軍, 馮建設(shè), 李德駿, 張志峰, 張鋒, 王晨 申請人:浙江大學(xué)