作者简介：胡志山（1978—），男，高级工程师，中国电子学会高级会员。研发中
在电子产品更新换代日趋频繁的今天，大批量投产前的可靠性测试显得很重要，这其中的寿命评估即MTTF测算成了一项系统工作，它给予决策者评估产品寿命提供了一个重要的决策支持。由于长期以来对MTTF的系统测算没明确统一的标准，导致难以普遍应用。本文将重点介绍MTTF的系统试验计算方式，以供实施相关测算工作时参考。[2]
电子产品由于零部件质量水平及其工况等原因，使用一段时间后会出现失效，对于无法维修的产品来说，失效就意味着寿命的结束，平均寿命就是平均失效前的时间，也称平均故障时间MTTF。
平均故障时间MTTF 是一个可靠性的度量方法，MTTF 的倒数就是故障率， 一般以每10 亿小时发生的故障数量计算，用FIT表示。由该定义可知1/MTTF=FIT/109，所以1FIT=1/109，意为：109 h 坏了1 台，故障率为1 FIT。
通过老化试验就能够得到FIT 随时间的变化关系，这种变化关系曲线就是“浴盆曲线 所示，早期故障率比较高，跟着时间的推移进入故障率相对来说比较稳定期，即偶发故障期。再往后故障率FIT 值又开始升高，进入损耗故障期。早期故障期通常可以在工厂内部进行老化度过，偶发故障期是故障率相对稳定的时间段，处在产品的正常使用阶段。损耗故障期故障率不断升高，产品逐渐失效或报废。[3]
MTTF 的数据来源于寿命老化的模拟试验（下文简称“老化试验”）。老化试验经常会遇到一个很实际的问题，产品的老化试验不可能在常温下做几年甚至几十年，那么怎么办呢？这就需要做加速老化试验，而高温加速试验又是最常用的办法，那么问题又来了，高温老化的时间怎么样确定？也就是高温老化时间和常温的关系如何换算？
根据多年的工作经验并借鉴一些中外知名单位的计算方式，积累出以下3 种经验公式。
2.2 根据高低温度值利用阿伦尼斯(Arrhenius)模型计算出时间关系
将设定的高温老化的温度值（计算时需要转换成绝对温度）以及常温值代入公式2 中，可以计算出温度加速因子T
Ea 为失效反应的活化能（eV），一般电子科技类产品取值0.6 ～ 0.7。k 为常数8.62×105，K1 为常温的绝对温度值，K2 高温绝对温度值。
试验前根据具体的样品设定好合适的高温温度值，代入到公式2 中，求出TAF 值后结合实际期望设定好高温加速试验时间，再折算成常温时间。再根据试验样品总数，故障样品数量，求出MTTF 与FIT 以及年索赔率和预估年限。将函数公式分别填入EXCEL表格里。例如：记录试验开始时间T0，以及第一个样品的损坏时间T1,第二样品损坏的时间T2, 依此类推直到设定的试验时间完成。
表1 中白色背景的单元格是要求我们填写和记录的值，其余蓝色背景的单元格为自动计算的数据，直接读取就可以。试验前需要在C2 单元格填写试验样品总数。试验过程中记录故障数量和发生故障的时间点，比如试验开始时间为T0，发现第一个样品损坏的时间为T1 那么就在F2 单元格记录T1-T0 的值，用同样的方法记录接下来发现故障样品的时间以及故障样品数量。这样该行其它蓝色背景的单元格就会自动计算出MTTF、FIT、预估年限等值。
表5 导出浴盆曲线 h 前为产品早期故障期，20 年后为损耗故障期。中间部分为正常使用的有效寿命期，这一阶段产品故障率相对来说比较稳定。由此可知，我们的产品在出厂前要做好老化工作，让其度过早期故障期。
参照ISO13849 对MTTFFd( 等同于这里的MTTF)的失效风险评估（如表7）。
新产品的寿命模拟评估已经引起了很多单位的重视，未来会将MTTF 计算系统与高温老化设备及电脑终端组建自动化检测系统，将使产品寿命模拟测试更加直观和智能化。
[1] 胡志山.射频印刷电感替代低值空心电感的探索[J].电子科技类产品世界,2015(1):54-56.
[3] 朱晓燕,曹晋红.浴盆曲线在可靠性设计和管理中的应用[J].中国质量,2007(7):25.
