A型石英晶振的组成
A型石英晶振结构比较简单,由底座、PCB电路板、元器件、晶体、外壳五部分组成,根据这些零部件的功能分析,可以得到A型晶振的可靠性框图, 可靠性框图见图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标要求如下:
(1)石英晶振在工作n年内不发生致命故障
(2)石英晶振n年内总的工作时间不低于:t=n×365×24。
(3)石英晶振的可靠度为0.95:即Rs=0.95。
4.2.3A型石英晶振的可靠度计算
可靠度是指产品在规定的条件和规定的时间内,能正常完成规定功能的概率,通常用R表示。根据对A型石英晶振的结构分析,可以看出A型石英贴片晶振为串联结构,可靠度计算公式如下:
RS=R1×R2×R3×…·×Rn 公式(4-1)
A型石英晶振由四部分组成:底座、电路板、元器件、晶体、外壳。A型石英晶振可靠度计算公式如下:
RS=R1×R2×R3×R4×R5 公式(4-2)
式中:R、R2、R3、R4、R5分别代表底座、电路板、晶体、元器件、外壳的可靠度。
4.24A型石英晶振的可靠性预计
可靠性预计,顾名思义指的是对产品在规定的工作条件下进行可靠行估计也就是根据类似产品的经验数据或组成该产品的各单元的可靠性数据,对产品给定工作或非工作条件下的可靠性参数进行估算。
可靠性预计的意义主要有:
(1)为产品设计阶段的可靠性设计提供依据
(2)为产品的维护阶段提供有价值的信息。
3)站在可靠性设计的角度,筛选设计方案,寻找最佳设计方案。
(4)为改进设计方案提供理论支持。
可靠性预计的方法主要有上下限法、元件计数法、相似产品法、应力分析法评分法、故障率预计法、性能参数预计法。根据W公司实际情况,本文采用应力分析法对贴片晶振,石英晶振,石英晶体进行可靠性预计。因为A型石英晶振的主要部件的故障率均可通过供应商得到,所以本文采用应力分析法。采用GJB/Z299C-2006预计手册。故障率预计法的计算公式为:
4.2.5A型石英晶振的可靠性分配
可靠性分配指的是将整个系统的可靠性指标分配给各个组成部分,是将可靠性指标总整体到局部,从上到下进行分配的过程。可靠性分配有以下意义:将产品的整体可靠性指标进行分配,分配到产品的下级组成部分,可以使每个组成分的可靠性设计指标更加准确细致,便于可靠性设计人员进行分析。
可靠性分配方法主要有 AGREE分配法、拉格朗日乘数法、比例分配法、评分分配法、复杂度分配法、动态规划法、重要度法、直接寻查法。
本文采用 AGREE分配法对A型石英晶体振荡器,贴片晶振,石英晶振进行可靠性分配, AGREE分配法将整体的每一个组成单元的复杂度和重要度纳入到可靠性分配中。 AGREE方法的核心是:失效率的分配和整体的各个组成单元的重要度和复杂度有关,组成单
元越重要,分配的失效度就应该越高。相反,组成单元的重要度越高,分配的失效度就应该有所减少。也就是说,分配给每个组成单元的失效度是加权的,加权因子C与组成单元复杂度成正比,与组成单元的重要度成反比。
单元或子系统的复杂度的定义为单元中所含的重要零件、组件(其失效会引起单元失效)的数目Ni(i=1,2.n)与系统中重要零、组件的总数N之比,即第i个单元的复杂度为:
假定设备的寿命符合指数分布,则可靠度为:
单元或子系统的重要度的定义为该单元的失效而引起的系统失效的概率。其表示为考虑装置的重要度之后,把系统变成一个等效的串联系统,则系统的可靠度Rs可以表示为考虑装置的重要度之后,把系统变成一个等效的串联系统,则系统的可靠度Rs可以表示为:
考虑装置的重要度之后,把系统变成一个等效的串联系统,则系统的可靠度Rs可以表示:
式中:
Wi —为系统的失效率
Ki —产为单元的复杂度
对产品的设计、生产、维修等全流程进行诊断分析,通过对Z公司相关控制程序、作业指导书、作业人员的访谈、生产线实地走访、试验过程分析等途径,来分析诊断贴片晶振,石英晶振故障原因。通过诊断,发现Z公司的可靠性设计、生产,可靠性试验等方面存在这严重不足,最后运用因果分析图从人、机、料、法、环、测等六个方面来对石英晶振故障原因进行诊断,诊断结果如图4-1。
1.供应链问题FRACAS( Failure Report Analysis and Corrective Action Systemm),即故障报告、分析和纠正措施系统。首先通过报告产品的故障来分析故障原因,然后制定有效措施来解决可靠性问题,防止故障再次出现,与此同时,把故障原因和对应的纠正措施反馈到设计过程中,从而形成可靠性增长的良性循环。图4-2为FRACAS工作流程图。
在企业建立故障报告、分析及纠正措施系统( FRACAS)系统可以提高企业的可靠性管理水平,它既能分析故障原因,提出问题改进意见,又能将故障模式收入数据库中,为以后出现类似可靠性问题提供参考。通过运行 FRACAS系统,石英晶振可靠性现状
可靠性管理是提高产品可靠性的必由之路,在很多领域有着广泛的应用,大到航空航天,小到电子信息设备,都已经应用可靠性管理来提高企业产品的可靠性。但截至目前,在石英晶振制造领域,还没有全方位的将可靠性管理纳入企业日常管理中来。Z公司也不例外,Z公司目前主要按照ISO9001质量管理体系的要求来对石英晶振产品的质量进行管理,虽然公司的管理水平比较先进,但如果要从根本上改善石英晶振产品的可靠性,就要将可靠性管理纳入公司管理中来。目前,A型石英晶振产品占到公司晶振销量的20%左右,是公司的主推产品, 该型石英贴片晶振的设计也已经很成熟了,但A型石英晶振可靠性仍然存在着很多问题,退换货给公司形象带来负面影响。针对这种现象的出现,本文将以A型石英晶振为例,首先对A型石英晶振产品进行 FMECA分析,其次运用模糊FMECA综合评判来量化FMEA的分析结果,并在定量分析的基础上建立模糊CA模型,计算各故障模式的综合危害度等级,并以此为根据对故障模式进行排序,以便判定进行改进措施的优先权,保证系统可靠性工作的效率,最后结合公司实际情况,诊断出产品可靠性不高的原因,尽可能的来帮助企业解决石英晶振的可靠性问题。
3.3A型石英晶振 FMECA分析
本文采用故障模式、影响及危害性分析( FMECA)来分析A型石英晶振的故障模式、故障影响以及故障所带来的危害性,试图通过 FMECA来找出A型石英晶振,贴片晶振,石英晶体振荡器可靠性管理上存在的问题,并针对这些问题运用可靠性管理方法来解决,最终达到提高晶振可靠性的目的。
下面对A型石英晶振进行故障模式、影响及危害性分析:
1.定义产品
石英晶振的功能:石英晶振作为一种高精度的频率源器件,主要作用是输出高精确,高稳定的频率。石英晶振由五部分组成:底座、PCB电路板、晶体元器件和外壳五部分组成。本文按照石英晶振_PCB板一元器件的层次来对石英晶振进行 FMECA分析,石英晶振的最高约定层次为石英晶振,最低约定层次为元器件。
2.故障严酷度(S)的划分
故障严酷度划分如下:
I类(灾难性的):晶振无输出的故障
Ⅱ类(致命的):晶振输出幅度小的故障
Ⅲ类(临界的):晶振输出有杂波的故障
IV类(轻度的):晶振相噪不良的故障
3.可靠性框图
石英晶振构造比较简单,石英晶振,贴片晶振可靠性框图如图3-4所示
4.故障模式分析
以2015年A型石英晶振故障模式数据为依据,A型石英晶振的故障模式按部件类别可以分为底座、PCB电路板、元器件、晶体和外壳这五个类别。根据A型晶振产品故障统计来确定发生度O,得到A型石英晶振故障发生度如表3-2
TEL: 0755-27876201- CELL: 13728742863
主营 :石英晶振,贴片晶振,有源晶振,陶瓷谐振器,32.768K晶振,声表面谐振器,爱普生晶振,KDS晶振,西铁城晶振,TXC晶振等进口晶振
TEL: 0755-27837162- CELL: 13510569637
主营 :晶振,进口晶振,石英晶振,陶瓷晶振,贴片晶振,圆柱晶振,无源晶振,有源晶振,温补晶振,压控晶振,压控温补晶振,恒温晶振,差分晶振,雾化片,滤波器.
石英晶体振荡器的压电效应以及等效电路原理
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