什么是MTBF壽命測試？

 　　壽命試驗（MTBF）是研究產(chǎn)品壽命特征的方法，這種方法可在實驗室模擬各種使用條件來進(jìn)行。壽命試驗是可靠性試驗中重要基本的項目之一，它是將產(chǎn)品放在特定的試驗條件下考察其失效（損壞）隨時間變化規(guī)律。

　　壽命試驗的用途有哪些呢？

 　　通過壽命試驗，可以了解產(chǎn)品的壽命特征、失效規(guī)律、失效率、平均壽命以及在壽命試驗過程中可能出現(xiàn)的各種失效模式。如結(jié)合失效分析，可進(jìn)一步弄清導(dǎo)致產(chǎn)品失效的主要失效機(jī)理，作為可靠性設(shè)計、可靠性預(yù)測、改進(jìn)新產(chǎn)品質(zhì)量和確定合理的篩選、例行（批量保證）試驗條件等的依據(jù)。如果為了縮短試驗時間可在不改變失效機(jī)理的條件下用加大應(yīng)力的方法進(jìn)行試驗，這就是加速壽命試驗。

 　　壽命試驗（MTBF）是研究產(chǎn)品壽命特征的方法，這種方法可在實驗室模擬各種使用條件來進(jìn)行。壽命試驗是可靠性試驗中重要基本的項目之一，它是將產(chǎn)品放在特定的試驗條件下考察其失效（損壞）隨時間變化規(guī)律。

 　　通過壽命試驗，可以了解產(chǎn)品的壽命特征、失效規(guī)律、失效率、平均壽命以及在壽命試驗過程中可能出現(xiàn)的各種失效模式。如結(jié)合失效分析，可進(jìn)一步弄清導(dǎo)致產(chǎn)品失效的主要失效機(jī)理，作為可靠性設(shè)計、可靠性預(yù)測、改進(jìn)新產(chǎn)品質(zhì)量和確定合理的篩選、例行（批量保證）試驗條件等的依據(jù)。如果為了縮短試驗時間可在不改變失效機(jī)理的條件下用加大應(yīng)力的方法進(jìn)行試驗，這就是加速壽命試驗。

 　　通過壽命試驗可以對產(chǎn)品的可靠性水平進(jìn)行評價，并通過質(zhì)量反饋來提高新產(chǎn)品可靠性水平。在合適工作條件下器件使用壽命期內(nèi)的故障率很低。電子元器件的壽命，與工作溫度是有密切關(guān)系的。以電腦主板上常用的也常出故障的電解電容器為例，其壽命會受到溫度的影響。

 　　因此，應(yīng)盡可能使電容器在較低的溫度之下工作，如果電容器的實際工作溫度超過了其規(guī)格范圍，不僅其壽命會縮短，而且電容器會受到嚴(yán)重的損毀（例如電解液泄漏）。

 　　壽命試驗（MTBF）方法分為定時截尾試驗，定數(shù)截尾試驗，估算方法為：平均壽命的點估計值、單側(cè)置信下限估計、雙側(cè)區(qū)間估計。高溫工作壽命試驗高溫壽命試驗為利用溫度及電壓加速的方法，藉短時間的實驗來評估IC產(chǎn)品的長時間操作壽命。

  　　一般常見的壽命實驗方法有BI（Burn-in）/EFR（Early Failure Rate）/HTOL（High Temperature Operating Life）/TDDB（Time dependent Dielectric Breakdown），對于不同的產(chǎn)品類別也有相對應(yīng)的測試方法及條件，如HTGB（High Temperature Gate Bias）/HTRG（High Temperature Reverse Bias）/BLT（Bias Life Test）/Intermittent Operation Life等。

 　　低溫工作壽命試驗低溫操作壽命試驗為利用低溫及電壓加速的方法，評估該組件于低溫環(huán)境操作下的壽命。溫度工作壽命檢測能力GJB899-2009

 　　1.可靠性的定義在我們考慮可靠性預(yù)計之前，讓我們來看看可靠性的定義。普遍被接受的可靠性的定義是產(chǎn)品在其指定應(yīng)用環(huán)境條件下和在規(guī)定時間內(nèi)正常工作的概率。

 　　這就涉及到兩個判斷問題：

 　　1.怎樣才算”正常工作”？

 　　2.什么是“指定的應(yīng)用條件”？如果一臺汽車的收音機(jī)具有合適的AM接受功能，但不能接收FM電臺，是不是整臺汽車不可靠？如果某司機(jī)駕駛汽車通過積水的道路，在行進(jìn)過程中汽車突然走不動，是不是說明汽車不可靠？上述兩個問題的回答當(dāng)然是否定的。因此，可靠性工程師在計算MTBF之前應(yīng)對各種不同類型的問題進(jìn)行分類。

  　　2.通過預(yù)計計算來得到MTBF有幾個個普遍被接受的標(biāo)準(zhǔn)可用來計算MTBF。大多數(shù)軍品規(guī)劃都用版本的MIL-STD-217FN2和GJB299B，而許多商用產(chǎn)品規(guī)劃則用Bellcore方法來計算MTBF。MlL-STD-217FN2是美國可靠性分析中心和羅姆試驗室多年開展的工作總結(jié)為依據(jù)的，GJB299B是中國國內(nèi)自己的預(yù)計標(biāo)準(zhǔn)，而Bellcore版本則是貝爾電信研究公司即現(xiàn)在的TelcordiaTechnologies公司對該手冊進(jìn)行修改和簡化而成的。

 　　每個標(biāo)準(zhǔn)都包括用于典型電子產(chǎn)品中元器件的失效率模型，比如IC、二極管、晶體管、電容器、繼電器、開關(guān)和連接器。失效率是以實際應(yīng)用中獲得適用的數(shù)據(jù)為依據(jù)的。這兩種方法之間有幾個不同點，其中明顯的一個不同點是失效率的表示法，MIL-STD-217和GJB299B中都將失效率表示為失效次數(shù)106h，而Bellcore失效率表示為失效次數(shù)109h。作為MTBF計算的實例，應(yīng)假定一個具有4個元器件的產(chǎn)品。

 　　對這些元器件在給定溫度下估計出的失效數(shù)106h應(yīng)從制造商那里獲得。加入估計出的失效率，我們就得到整個產(chǎn)品的失效率。為了測定MTBF，我們用106除于產(chǎn)品的失效率，這樣就能估計出兩個失效數(shù)之間的平均小時數(shù)。

 　　盡管我們知道它們只是估計值我們確定元器件失效的工作溫度對于我們的應(yīng)用來說是正確的預(yù)計產(chǎn)品的MTBF有兩個好處。首先，這樣可滿足客戶的要求；其次，這種預(yù)計是在設(shè)計方案用于生產(chǎn)之前要花較長時間來做的工作，它甚至揭示產(chǎn)品的弱點，這樣就可使制造商以少的費用來對這些弱點進(jìn)行改進(jìn)。隨著科技進(jìn)步和軟件行業(yè)的迅速發(fā)展，當(dāng)代的可靠性工程師可利用軟件來簡化可靠性計算。計算機(jī)使人們能選擇諸如工作電壓和工作溫度之類的應(yīng)力等級來模擬產(chǎn)品將要經(jīng)受的實際工作條件。

 　　3.通過失效報告來評估失效率產(chǎn)品已經(jīng)交付使用幾個月之后，真實情況初見端倪。失效報告所顯示的失效率可能高于或低于預(yù)計值。如果是這樣，那是什么原因？是否意味著你的MTBF計算是一個無效的過程？答案是否定的。如果失效在幾個小數(shù)點內(nèi)匹配，這是否意味著不必分析現(xiàn)場失效報告？答案同樣是否定的。失效分析的兩種方法都是重要的，任何重大差別都是有其原因的。

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