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研究生： 洪師傑
Shih-Chieh Hung
論文名稱： 以加速老化試驗推估產品使用壽限與可靠度之研究
Use accelerated life test to estimate product life and reliability
指導教授： 黃佑民
You-Min Huang
口試委員: 許覺良
Chaug-liang Hsu
林榮慶
Zone-Ching Lin
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年： 2013
畢業學年度： 101
語文別： 中文
論文頁數： 78
中文關鍵詞： 加速壽命試驗 、溫度循環 、可靠度 、加速因子 、環境應力
外文關鍵詞： Accelerated Life Test, Temperature Cycling
相關次數： 點閱：283  下載：8 
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    • 時間對於許多人而言，是生活中如影相隨幾乎忘了它的存在之單位，但站在公司開發新產品之角度中，時間亦是代表取得產品獲利最大的關鍵。如何兼顧產品快速推出掌握消費者喜好並保持產品優良之可靠度，即是一項重要的課題，而工程師可利用加速壽命試驗在產品研發初期內，推估出產品的壽命值，提供相關可靠度參數給公司決策者做為產品問世之參考依據。
    本文將使用主機板作為試驗樣品，來探討主機板受溫度循環應力作用下壽命問題。將產品投入試驗，設定一系列之加嚴應力（-30度~70度；-40度~80度），在短時間內來獲得失效數目，透過統計分析手法，並藉由Coffin-Manson壽命應力模式與韋伯分配的期望壽命值，取得環境應力與主機板壽命之關係。期望使用溫濕度櫃實驗設備透過加嚴之環境應力，提早獲取正常操作下之壽命值，據此可得產品之可靠度。

    Time for many people is a simple unit, but from a company development new product point of view, decrease developing time can get most profit. How to keep the excellent product reliability is an important task. The engineer can use ALT (accelerated life test) estimate the product lifetime in the developing stage and provide reliability parameters as a reference for managers.

    This study will use the motherboards as a test sample, to research the motherboards life under the temperature cycling. The product was put to the test, setting a series of accelerated stress (-30℃~70℃ and -40℃~80℃) to get product failure numbers in a short period of time. In the data analysis, use the Coffin-Manson formula and life expectancy estimate with Weibull distribution. Expectations through the environment stress to get lifetime reliability under normal operating.

    第一章緒論 1.1前言 -------------------------------------1 1.2研究動機與文獻回顧 -----------------------2 1.3本文研究主體架構 -------------------------5 第二章可靠度工程理論與壽命分布 ----------7 2.1可靠度發展史與基本定義 -------------------7 2.1.1指定時間 --------------------------8 2.1.2特定使用條件 ----------------------9 2.1.3執行特定功能 ----------------------9 2.1.4成功達成機率 ----------------------9 2.2澡盆曲線 -------------------------10 2.3產品壽命分佈模式 -----------------12 2.3.1常態分佈 -------------------------12 2.3.2指數分佈 -------------------------13 2.3.3韋伯分佈 -------------------------13 2.3.4對數常態分佈 ---------------------15 2.4加速因子 -------------------------15 2.5壽命數據類型 ---------------------17 2.5.1完整數據 -------------------------17 2.5.2檢剔數據 -------------------------18 2.6可靠度函數之估計 -----------------19 2.6.1失效資料直方圖 -------------------19 2.6.2經驗分佈函數 ---------------------21 2.6.3可靠度相關之函數 -----------------22 2.6.4多重機率繪圖 ---------------------23 2.6.5適合度檢定 -----------------------26 2.6.5.1卡方（Chi-Square）檢定 -----------27 2.6.5.2K-S（Kolmogorov-Smirnov）檢定 ----28 第三章加速壽命試驗 ---------------------30 3.1加速試驗的概念 -------------------30 3.1.1定性加速分析 ---------------------31 3.1.2定量加速分析 ---------------------32 3.2加速壽命試驗的規劃 ---------------32 3.2.1環境試驗輪廓 ---------------------32 3.2.2環境應力種類 ---------------------33 3.2.3施加應力水準 ---------------------34 3.2.4加速壽命試驗應力種類 -------------35 3.2.4.1定應力加速試驗 -------------------35 3.2.4.2時間加速試驗 ---------------------35 3.2.4.3研判加速試驗 ---------------------36 3.3試驗對象確認 ---------------------36 3.3.1壽命需求 -------------------------36 3.3.2制訂失效準則 ---------------------36 3.4加速壽命模式確認 -----------------37 3.4.1定應力加速壽命模式 ---------------37 3.4.1.1阿氏壽命-應力模式 ----------------37 3.4.1.2Erying壽命-應力模式 --------------39 3.4.1.3複合壽命-應力模式 ----------------40 3.4.1.4Coffin-Mason壽命-應力模式 --------40 3.4.2步進應力加速壽命模式 -------------41 3.4.3頻率應力加速壽命模式 -------------41 第四章主機板之加速壽命試驗 -------------42 4.1實驗設備與樣品規格 ---------------43 4.1.1恆溫恆濕試驗櫃 -------------------43 4.1.2三用電錶 -------------------------44 4.1.3溫度紀錄器 -----------------------44 4.1.4裝機實測 -------------------------45 4.1.5樣品規格 -------------------------45 4.2加速應力的種類 -------------------51 4.2.1高溫加速應力 ---------------------52 4.2.2溫度循環加速應力 -----------------53 4.3加速壽命試驗分析估計 -------------56 4.4試驗後產品壽命之推估 -------------67 第五章結論與建議 -----------------------69 5.1結論 -----------------------------69 5.2建議 -----------------------------70 參考文獻 -----------------------------------71 附錄A可靠度相關函數的計算過程 ---------73 附錄BT分配檢定表 ----------------------75 附錄CK-S檢定表 ------------------------76 附錄D迦瑪(Gamma)函數數值 --------------77 作者簡介 ----------------------------------- 78

    〔1〕張正忠／張清靠，產品加速壽命測試規劃之研究-以8025無刷直流風扇為例，國立高雄第一科技大學碩士論文，（2003）。
    〔2〕解謀東／阮約翰，加速研究測試-以電動機車之充電器為例，國立清華大學碩士論文，（1997）。
    〔3〕紀勝財／周劭文，二次鋰單電池產品可靠度之研究，華梵大學碩士論文，（2007）。
    〔4〕陳益漳，工業用CPU模組MTBF加速壽命測試報告。
    〔5〕柯煇耀，可靠度保證-工程與管理技術之應用，中華民國品質學會，第1-3頁，（2007）。
    〔6〕賴耿陽，產品壽命管測技術，復漢出版社，第36-48頁，（1988）。
    〔7〕徐義人，工程機率統計學，國立編譯館 主編，華泰文化事業公司，（1997）。
    〔8〕張正忠／張清靠，產品加速壽命測試規劃之研究-以8025無刷直流風扇為例，國立高雄第一科技大學碩士論文，第17-18頁，（2003）。
    〔9〕柯煇耀，壽命驗證與評估-加速試驗技術之應用，科技圖書股份有限公司，第5-13頁，（2012）。
    〔10〕Lewis，（1987）E.E. Introduction to Reliability Engineering，John
    Wiley and Sons，New Work.
    〔11〕王宗華，可靠度工程與管理，中華民國品管學會 發行，第263-269，（2010）。
    〔12〕Lau. J.H.（1995），Ball Grid Array Technology，McGraw-Hill，
    New York.
    〔13〕IEC60068-1，Tenth Edition 2006-12，P.14，Standardized
    electrochemical systems Table3。

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