一種通用的印刷電路板可靠性指標快速分析方法
【專利摘要】本發明公開的通用的印刷電路板可靠性指標快速分析方法，其步驟包括：建立電子元器件可靠性特征參數分布模型；通過調用接口函數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清單；根據印刷電路板的電子元器件可靠性特征參數分布模型與電子元器件詳細清單，得到包含所有電子元器件的通用失效率參數的表格清單；計算得到印刷電路板在使用環境下的失效率；根據印刷電路板在使用環境下的失效率，計算電路板的系統可靠度，系統不可靠度，系統平均無故障壽命。本發明對電路板的設計具有指導意義，實現了電路板設計與可靠性分析之間的連續性，方便用戶實現電路板設計與可靠性分析的交叉進行，從而提高電路板設計的效率。
【專利說明】一種通用的印刷電路板可靠性指標快速分析方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電子設備的可靠性分析領域，特別涉及一種通用的印刷電路板可靠性指標快速分析方法。
【背景技術】
[0002]印刷電路板(PCB)減少布線和裝配的差錯，提高了自動化水平和生產勞動率，被廣泛應用于電子工業領域。
[0003]現有電子設備故障樹分析的方法需要借助行業標準或者手冊進行復雜的查詢，需要耗費的勞動量較大，一旦發生會發生錯誤，使評估的數據產生大的誤差，甚至發生數據嚴重失真的情況。可靠性分析已經成為產品設計研發的一項重要工作。對于電子產品來說，系統元件中種類復雜，數量眾多，并且元件的可靠度受工作狀態、環境因素等條件的影響較大，因此對電路系統進行可靠性分析就顯得必不可少。
【發明內容】
[0004]本發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快速分析方法。
[0005]本發明的通用的印刷電路板可靠性指標快速分析方法，其步驟如下:
[0006]步驟1:建立電子元器件可靠性性特征參數分布模型:以中國軍方電子設備可靠性預計手冊GJB/Z299C-2006失效率計算公式為依據建立電子元器件可靠性特征參數分布模型；所說的電子元器件包括電阻、電容、開關、繼電器、電感、熔斷器和斷路器的基本電路組件，二極管、晶體管和半導體晶閘管的半導體元器件，發光二極管、關敏電阻、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算放大器和半導體微電路；
[0007]步驟2:編寫接口程序，導入電路板的PCB工程文件，通過調用編寫的接口函數直接從后臺打開印刷電路板軟件Altium Designer09,然后導出該電路板的電子元器件清單，該清單包括了以下數據:電子元器件名稱、標號、規格、型號、數量，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開發獨立宏，該宏加載成功后，在EXCEL菜單欄顯示專用工具欄以及數據錄入向導，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量，采用手動輸入方式輸入特征參數分布模型中所不包含的電子元器件的種類和數量、電路板上所有電子元器件的質量等級與質量系數以及電路板設備的應用環境類別信息，該數據錄入向導是通過EXCEL下的VLOOKUP函數與MATCH函數實現的，通過查找關鍵字實現對電子元器件從類型、規格到數量的逐級匹配與錄入，匯編得到電子元器件的詳細清單；
[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分布模型，計算各電子元器件在使用環境下的通用失效率Xi，得到包含所有電子元器件通用失效率參數Xi的表格清單，λ i是第i種電子元器件在使用環境下的通用失效率；
[0010]步驟5:根據步驟3匯編得到電子元器件的詳細清單和步驟4所得的包含所有電子元器件可靠性參數的表格清單，通過公式(I)計算，得到印刷電路板在使用環境下的通用失效率λ ,其公式如式(I):
【權利要求】
1.一種通用的印刷電路板可靠性指標快速分析方法，其步驟如下: 步驟1:建立電子元器件可靠性性特征參數分布模型:以中國軍方電子設備可靠性預計手冊GJB/Z299C-2006失效率計算公式為依據建立電子元器件可靠性特征參數分布模型；所說的電子元器件包括電阻、電容、開關、繼電器、電感、熔斷器和斷路器的基本電路組件，二極管、晶體管和半導體晶閘管的半導體元器件，發光二極管、關敏電阻、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算放大器和半導體微電路； 步驟2:編寫接口程序，導入電路板的PCB工程文件，通過調用編寫的接口函數直接從后臺打開印刷電路板軟件Altium Designer09,然后導出該電路板的電子元器件清單，該清單包括了以下數據:電子元器件名稱、標號、規格、型號、數量，該清單是以.xls為后綴的EXCEL電子表格文件； 步驟3:基于EXCEL VBA開發獨立宏，該宏加載成功后，在EXCEL菜單欄顯示專用工具欄以及數據錄入向導，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量，采用手動輸入方式輸入特征參數分布模型中所不包含的電子元器件的種類和數量、電路板上所有電子元器件的質量等級與質量系數以及電路板設備的應用環境類別信息，該數據錄入向導是通過EXCEL下的VLOOKUP函數與MATCH函數實現的，通過查找關鍵字實現對電子元器件從類型、規格到數量的逐級匹配與錄入，匯編得到電子元器件的詳細清單； 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分布模型，計算各電子元器件在使用環境下的通用失效率λ i，得到包含所有電子元器件通用失效率參數λ i的表格清單，λ i是第i種電子元器件在使用環境下的通用失效率； 步驟5:根據步驟3匯編得到電子元器件的詳細清單和步驟4所得的包含所有電子元器件可靠性參數的表格清單，通過公式(I)計算，得到印刷電路板在使用環境下的通用失效率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境下的通用失效率 Ni——第i種電子元器件的數量 η—電路板上的電子元器件種類數目； 步驟6:根據步驟5得到的在使用環境下的通用失效率，得到印刷電路板的系統可靠度Rs = e-At,系統不可靠度Fs = l-e_At，生成由這些參數得到的印刷電路板可靠度分布曲線與不可靠度分布曲線，計算步進電機驅動電路印刷電路板的平均無故障壽命MTBF = l/λ，將數據存檔，分析完畢。
2.根據權利要求1所述的通用的印刷電路板可靠性指標快速分析方法，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分布模型中所不包含的電子元器件的種類和數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 優先權日:2014年3月27日
【發明者】楊燦軍, 馮建設, 李德駿, 張志峰, 張鋒, 王晨 申請人:浙江大學