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Reliability terminology
Bathtub curve 浴缸曲线
浴盆曲线通常用作视觉模型来说明产品故障率的三个关键时期,并且未经校准以描绘特定产品系列的预期行为的图表。很少有足够的短期和长期故障信息来实际对具有校准浴盆曲线的产品群体进行建模,因此使用可靠性建模进行估计。
半导体产品生命周期分为三个主要阶段:
• Early life failure rate (or infant mortality)生命早期失败率(或婴儿死亡率):此阶段的特点是初始失败率相对较高,随后迅速下降。
• Normal life正常寿命:此阶段由相对恒定的故障率组成,在设备的使用寿命内保持稳定。故障率以“FIT”为单位描述,或者以小时为单位的“平均故障间隔时间”(MTBF)。
• Wearout phase磨损阶段:这代表内在磨损机制开始占主导地位并且故障率开始呈指数增长的点。产品寿命通常定义为从初始生产到磨损开始的时间。
Probability distributions概率分布
概率分布是单位失效分数随时间变化的图形或数学表示。对于离散故障的有限样本,此分布通常显示为直方图。该分布的轮廓形状在数学上由概率分布函数 (PDF) 表示
Probability density function f(t):
概率密度函数f(t):该函数表示特定时间 t 发生故障的概率,为 f(t).Δt
Cumulative distribution function F(t):
累积分布函数F(t):它表示截至给定时间“t”的累积故障数。
Weibull distribution 威布尔分布
威布尔分布是由 Waloddi Weibull 创建的连续概率分布。在可靠性方面,它用于随时间变化的故障率。在实践中,失败概率由 3 参数威布尔分布建模:
η、β、γ 是由应力测试单元确定的失效参数。
在大量情况下,可靠性建模只需要两个参数,威布尔分布简化为:
β 称为“威布尔斜率”,η 称为分布的“特征寿命”。
浴盆曲线的三个部分(早期失效、使用寿命和磨损)通常具有不同的失效分布形状
威布尔分布是一种多功能数学函数,可以表示浴盆曲线的所有三个部分,通常仅使用两个可调参数 - β 和 η。