一种通用的印刷电路板可靠性指标快速分析方法
【专利摘要】本发明公开的通用的印刷电路板可靠性指标快速分析方法，其步骤包括：建立电子元器件可靠性特征参数分布模型；通过调用接口函数得到印刷电路板的电子元器件清单；汇编印刷电路板的电子元器件详细清单；根据印刷电路板的电子元器件可靠性特征参数分布模型与电子元器件详细清单，得到包含所有电子元器件的通用失效率参数的表格清单；计算得到印刷电路板在使用环境下的失效率；根据印刷电路板在使用环境下的失效率，计算电路板的系统可靠度，系统不可靠度，系统平均无故障寿命。本发明对电路板的设计具有指导意义，实现了电路板设计与可靠性分析之间的连续性，方便用户实现电路板设计与可靠性分析的交叉进行，从而提高电路板设计的效率。
【专利说明】一种通用的印刷电路板可靠性指标快速分析方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电子设备的可靠性分析领域，特别涉及一种通用的印刷电路板可靠性指标快速分析方法。
【背景技术】
[0002]印刷电路板(PCB)减少布线和装配的差错，提高了自动化水平和生产劳动率，被广泛应用于电子工业领域。
[0003]现有电子设备故障树分析的方法需要借助行业标准或者手册进行复杂的查询，需要耗费的劳动量较大，一旦发生会发生错误，使评估的数据产生大的误差，甚至发生数据严重失真的情况。可靠性分析已经成为产品设计研发的一项重要工作。对于电子产品来说，系统元件中种类复杂，数量众多，并且元件的可靠度受工作状态、环境因素等条件的影响较大，因此对电路系统进行可靠性分析就显得必不可少。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为解决以上问题，提供一种通用的印刷电路板可靠性指标快速分析方法。
[0005]本发明的通用的印刷电路板可靠性指标快速分析方法，其步骤如下:
[0006]步骤1:建立电子元器件可靠性性特征参数分布模型:以中国军方电子设备可靠性预计手册GJB/Z299C-2006失效率计算公式为依据建立电子元器件可靠性特征参数分布模型；所说的电子元器件包括电阻、电容、开关、继电器、电感、熔断器和断路器的基本电路组件，二极管、晶体管和半导体晶闸管的半导体元器件，发光二极管、关敏电阻、光电二极管、光电晶体管、光电晶闸管和光电耦合器的光电子元件以及运算放大器和半导体微电路；
[0007]步骤2:编写接口程序，导入电路板的PCB工程文件，通过调用编写的接口函数直接从后台打开印刷电路板软件Altium Designer09,然后导出该电路板的电子元器件清单，该清单包括了以下数据:电子元器件名称、标号、规格、型号、数量，该清单是以.xls为后缀的EXCEL电子表格文件；
[0008]步骤3:基于EXCEL VBA开发独立宏，该宏加载成功后，在EXCEL菜单栏显示专用工具栏以及数据录入向导，采用自动输入方式输入电路板上所有电子元器件的种类及每类电子元器件的数量，采用手动输入方式输入特征参数分布模型中所不包含的电子元器件的种类和数量、电路板上所有电子元器件的质量等级与质量系数以及电路板设备的应用环境类别信息，该数据录入向导是通过EXCEL下的VLOOKUP函数与MATCH函数实现的，通过查找关键字实现对电子元器件从类型、规格到数量的逐级匹配与录入，汇编得到电子元器件的详细清单；
[0009]步骤4:按步骤I中所建立的各类电子元器件可靠性特征参数分布模型，计算各电子元器件在使用环境下的通用失效率Xi，得到包含所有电子元器件通用失效率参数Xi的表格清单，λ i是第i种电子元器件在使用环境下的通用失效率；
[0010]步骤5:根据步骤3汇编得到电子元器件的详细清单和步骤4所得的包含所有电子元器件可靠性参数的表格清单，通过公式(I)计算，得到印刷电路板在使用环境下的通用失效率λ ,其公式如式(I):
【权利要求】
1.一种通用的印刷电路板可靠性指标快速分析方法，其步骤如下: 步骤1:建立电子元器件可靠性性特征参数分布模型:以中国军方电子设备可靠性预计手册GJB/Z299C-2006失效率计算公式为依据建立电子元器件可靠性特征参数分布模型；所说的电子元器件包括电阻、电容、开关、继电器、电感、熔断器和断路器的基本电路组件，二极管、晶体管和半导体晶闸管的半导体元器件，发光二极管、关敏电阻、光电二极管、光电晶体管、光电晶闸管和光电耦合器的光电子元件以及运算放大器和半导体微电路； 步骤2:编写接口程序，导入电路板的PCB工程文件，通过调用编写的接口函数直接从后台打开印刷电路板软件Altium Designer09,然后导出该电路板的电子元器件清单，该清单包括了以下数据:电子元器件名称、标号、规格、型号、数量，该清单是以.xls为后缀的EXCEL电子表格文件； 步骤3:基于EXCEL VBA开发独立宏，该宏加载成功后，在EXCEL菜单栏显示专用工具栏以及数据录入向导，采用自动输入方式输入电路板上所有电子元器件的种类及每类电子元器件的数量，采用手动输入方式输入特征参数分布模型中所不包含的电子元器件的种类和数量、电路板上所有电子元器件的质量等级与质量系数以及电路板设备的应用环境类别信息，该数据录入向导是通过EXCEL下的VLOOKUP函数与MATCH函数实现的，通过查找关键字实现对电子元器件从类型、规格到数量的逐级匹配与录入，汇编得到电子元器件的详细清单； 步骤4:按步骤I中所建立的各类电子元器件可靠性特征参数分布模型，计算各电子元器件在使用环境下的通用失效率λ i，得到包含所有电子元器件通用失效率参数λ i的表格清单，λ i是第i种电子元器件在使用环境下的通用失效率； 步骤5:根据步骤3汇编得到电子元器件的详细清单和步骤4所得的包含所有电子元器件可靠性参数的表格清单，通过公式(I)计算，得到印刷电路板在使用环境下的通用失效率λ，其公式如式(I): λ = Σni=1NIλi(I)
式中: λ i—第i种电子元器件在使用环境下的通用失效率 Ni——第i种电子元器件的数量 η—电路板上的电子元器件种类数目； 步骤6:根据步骤5得到的在使用环境下的通用失效率，得到印刷电路板的系统可靠度Rs = e-At,系统不可靠度Fs = l-e_At，生成由这些参数得到的印刷电路板可靠度分布曲线与不可靠度分布曲线，计算步进电机驱动电路印刷电路板的平均无故障寿命MTBF = l/λ，将数据存档，分析完毕。
2.根据权利要求1所述的通用的印刷电路板可靠性指标快速分析方法，其特征在于:步骤3中所说的采用手动输入方式输入特征参数分布模型中所不包含的电子元器件的种类和数量这一过程是针对步骤I中所建立的电子元器件可靠性特征参数分布模型里面所不包含的电子元器件。
【文档编号】G06F17/50GK103902770SQ201410119251
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月27日 优先权日:2014年3月27日
【发明者】杨灿军, 冯建设, 李德骏, 张志峰, 张锋, 王晨 申请人:浙江大学