ОСНОВЫ ИСПЫТАНИЙ И ТЕСТИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ

Технологические процессы электронной промышленности характеризуются влиянием слабо управляемых факторов – свойства материалов, технологических сред, свойства микроклимата и т.д. Это приводит к вероятностному характеру изменения параметров качества. При испытаниях ЭУ реализуются случайные события, поэтому необходимо использовать статистические методы контроля параметров и обработки результатов испытаний. Применение статистических методов позволяет выявлять закономерности и факторы неслучайной природына фоне случайных колебаний и шумов.

Случайным событием называется событие, которое может произойти или не произойти при определённом комплексе условий, тесно связанных с возможностью появления данного события. Так, время работы до отказа каждого отказавшего образца, поставленного на испытание, случайно. Объясняется это, прежде всего тем, что при изготовлении изделий практически невозможно строго выдержать технологический режим и однородность физико-химической структуры применяемых материалов. Поэтому случайные колебания параметров исходного сырья, режимов работы, используемого технологического оборудования и других факторов, существенных для производства, влияют на продолжительность безотказной работы ЭС. Это приводит к тому, что за конечный промежуток времени отказ каждого конкретного образца может произойти или не произойти, т.е. возникновение отказов испытываемого изделия в разные промежутки времени – случайное событие.

Предположим, что сдаётся партия изделий, состоящая из N образцов. В ней имеется D дефектных изделий. Вероятность извлечения из этой партии дефектного образца

(1)

Вероятность извлечения из N образцов одного бездефектного

Очевидно, что значения Q и Р для данной партии изделий постоянны и определяются числом D дефектных изделий в партии N. Величины Q и Р называют генеральными характеристиками.

Если в сдаваемой партии дефектные изделия отсутствуют (D=0), то, согласно (2), вероятность извлечения бездефектного изделия Р=1. Такое событие называют достоверным. Если же партия состоит только из дефектных изделий (N=D), то вероятность извлечения бездефектного изделия Р=0. Такое событие называют невозможным – в противоположность достоверному. Все остальные значения вероятности извлечения бездефектного изделия лежат в пределах от 0 до 1.

На практике чаще приходится иметь дело с так называемыми "практически невозможными" и "практически достоверными" событиями. Практически невозможным событием называется событие, вероятность которого близка нулю, практически достоверным – событие, вероятность которого близка единице. Вопрос о том, насколько мала должна быть вероятность события, чтобы его можно было считать практически невозможным, в каждом отдельном случае решается в соответствии с той важностью, которую имеет желаемый результат опыта.

Например, если вероятность отказа ИС для бытовой РЭА (проигрыватель CD) составляет 0,01 за 10 лет, т. е. из 100 ИС за 10 лет работы откажет только одна, то можно считать отказ ИС практически невозможным событием. Если же вероятность отказа ИС для монитора аппарата "искусственная почка", равная 0,01, связана с риском для жизни человека, то такой отказ нельзя считать практически невозможным событием, и следует добиваться большей надёжности ИС.

Предположим, что методом случайного отбора из сдаваемой партии изделий составлена выборка (часть изделий, отобранных из общей совокупности для получения информации обо всей массе изделий) объёмом п. После проверки выяснилось, что из п изделий в выборке d изделий оказались дефектными. Доля дефектных изделий в выборке, взятой из партии,

q=d/n

называется статистической вероятностью дефектных изделий в выборке.

Статистическая вероятность бездефектных изделий в выборке

р = (n-d)/n=1-q

Величины q и р называют выборочными характеристиками. Очевидно, что значения их случайны, т.е. являются некоторыми переменными величинами, принимающими в зависимости от случая те или иные значения с определёнными вероятностями. С ростом числа изделий в выборке статистические вероятности q и р все более теряют случайный характер. Случайные обстоятельства, оказывающие влияние при малых выборках, при увеличении объемаобъёма выборок взаимно погашаются, а значения выборочных характеристик q и р приближаются к значениям генеральных характеристик Q и Р.