CALCUL THEORIQUE DE FIABILITE SUR LES CARTES DE L ERCP 80 SELON LA NORME UTE C RAPPORT AF R1 25 FEVRIER 2005

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1 CALCUL THEORIQUE DE FIABILITE SUR LES CARTES DE L ERCP 80 SELON LA NORME UTE C RAPPORT AF R1 25 FEVRIER 2005 CE RAPPORT ANNULE ET REMPLACE LE RAPPORT AF DU 25 JANVIER 2005 Cette analyse a été effectuée pour : BALOGH 189, rue d AUBERVILLIERS PARIS C.P. 97 CEDEX 18 Réalisée par : J. VASCONCELOS Approuvée par : S. DROUET

2 Serma Technologies est un organisme indépendant dont le système qualité satisfait aux exigences des normes ISO et ISO A ce titre, un certain nombre d informations générales relatives aux conditions expérimentales des analyses / essais et au contenu des rapports doit être mentionné. Serma Technologies is an independent organization which operates in conformance to requirements specified in the standards ISO and ISO For this purpose, general information related to experimental conditions of analyses / experiments and to content of the report have to be mentioned RAPPORT D ESSAI - OBJETS SOUMIS A ESSAI / REPORT / OBJECTS SUBMITTED TO ANALYSIS Il est important de noter que le rapport ne concerne que les objets soumis à l essai. It is important to notice that the report concerns only the objects submitted to analysis. REPRODUCTION / REPRODUCTION Ce rapport ne doit pas être reproduit partiellement sans l approbation écrite du laboratoire d essai. This report cannot be partially reproduced without the laboratory written authorisation. INCERTITUDE DE MESURE / ACCURACY STATEMENT Electriques : Les grandeurs électriques, sauf indications contraires, ne sont données qu à titre indicatif et ne sont utilisées que pour mettre en évidence le bon ou le mauvais fonctionnement d un composant. Electrical : Electrical values, except in specific cases which would be mentioned, are only given as an indication of the good or wrong functioning of a component. Dimensionnelles : Les données dimensionnelles présentées dans ce rapport ont été relevées sur des photographies qui peuvent ou non figurer dans ce rapport. En tenant compte de toutes les incertitudes de mesures (révélations chimiques, imprécisions de mesure, étalonnage de nos équipements...), nous avons estimé les valeurs ci-dessous : Dimensional : The dimensional data reported in this analysis have been determined through photographs which may or may not appear in this report. Given all the measure inacurracy (chemical revelation, measure imprecision, equipment calibration ), we have provided value estimations in the table below : MESURE MEASUREMENT INCERTITUDE ACCURACY STATEMENT MICROSCOPIE OPTIQUE ± 5 % OPTICAL MICROSCOPY ± 5 % MICROSCOPIE ELECTRONIQUE (MEB) ± 5 % ELECTRONIC MICROSCOPY (SEM) ± 5 % Les mesures des profondeurs de jonction, ainsi que les valeurs inférieures à 0,2 µm, sont données à titre indicatif seulement. The junction depth measurements as well as values less than 0.2 µm are given just as an indication.

3 1/5 INTRODUCTION Afin d évaluer le taux de défaillance (λ) des cartes constituant l émetteur / récepteur ERCP80 (circuit imprimé principal, circuit imprimé connecteur et circuit imprimé antenne), nous avons réalisé un calcul théorique de fiabilité suivant la norme RDF2000 (UTE C ). Le taux de défaillance du système correspond à la somme des taux de défaillances (λ) de chaque composant. Ce calcul prend en compte les éléments suivants : - le composant (boîtier ) - le PCB et le process de report des composants sur la carte - les conditions électriques de chaque composant (puissance dissipée ) - les conditions d environnement subies par les composants Les conditions d environnement (profil de mission) ont été définies par Serma Technologies et Balogh. PROFIL DE MISSION Pour le calcul du taux de défaillance total, nous avons utilisé les hypothèses suivantes : - le défaut d un seul composant entraîne la défaillance du système entier. - la qualité de chaque composant est garantie par le fournisseur suivant l état de l art. - la qualité du process de report des composants correspond à l état de l art. Lieu d utilisation : Nord de la France, Belgique Le système subit donc les températures moyennes suivantes au cours des différentes saisons. Les données de température ont été récupérées sur la base de données International Station Meteorological Climate. SAISON ETE (J) ETE (N) Printemps Automne (J) Printemps Automne (N) HIVER (J) HIVER (N) T ( C) DT J/N ( C) TJ moyenne =14.67 C TN moyenne =6.67 C (Note : J = jour et N = nuit)

4 2/5 Trois profils de mission différents ont été utilisés pour le calcul : Profil au sol : 40 C en moyenne et 365 cycles de température Jour/Nuit. Profil 1 E/R embarqué : 14h/24h 250 jours à 40 C par an avec comme cycles thermiques : cycles jour nuit T=8 C cycles 40 C / température de jour (ON/OFF dans la journée) soit T = ( Tj/3) = 25.3 C + ( Tj/3) cycles 40 C / température de nuit (ON/OFF dans la journée) soit T = ( Tj/3) = 33.3 C + ( Tj/3) Tj : augmentation de la température vue au niveau composant Profil 2 E/R embarqué : 14h/24h 365 jours à 40 C par an avec comme cycles thermiques : cycles 40 C / température de jour (ON/OFF dans la journée) soit T = ( Tj/3) = 25.3 C + ( Tj/3) cycles 40 C / température de nuit (ON/OFF dans la journée) soit T = ( Tj/3) = 33.3 C + ( Tj/3) Il est à noter que pour le calcul de chaque circuit intégré nous avons considéré que l'année de fabrication des composants était Toutes les hypothèses complémentaires choisies pour ce calcul sont explicitées dans le fichier Excel joint dans le CD-ROM. (attention, hypothèse importante sur les diodes Z , positionnées en interface type informatique pour Z et type alimentation pour Z2 => + 80 FIT )

5 3/5 CONCLUSION Les résultats sont reportés dans les tableaux suivants : Profil au sol : Référence de la carte CI principal CI antenne CI connecteur l composants et connexions l PCB (FIT) (2 PCB pour le CI principal) 1.4 l composants soudés manuellement (FIT) 9.6 l Total (FIT) Profil 1 E/R embarqué : Référence de la carte CI principal CI antenne CI connecteur l composants et connexions l PCB (FIT) (2 PCB pour le CI principal) 3.2 l composants soudés manuellement (FIT) 21.6 l Total (FIT)

6 4/5 Profil 2 E/R embarqué : Référence de la carte CI principal CI antenne CI connecteur l composants et connexions l PCB (FIT) (2 PCB pour le CI principal) 3.8 l composants soudés manuellement (FIT) 25.1 l Total (FIT) l total = (l(composants et connexions) + l(pcb) + l(composants soudés à la main)) (pour chacun des trois circuits imprimés) l total = 509 FIT pour le profil au sol l total = FIT pour le profil 1 E/R embarqué l total = FIT pour le profil 2 E/R embarqué Avec : λ (composants et connexions)= λ(cms) + λ(composants traversants) λ (PCB) dépend de la surface du PCB, de la largeur et le nombre des pistes, du nombre de couches du PCB, du nombre de trous et de la température. λ (composants soudés à la main) dépend du nombre de broches et terminaisons soudées manuellement. Le résultat est en FIT (nombre de défaillances par 10 9 heures).

7 5/5 RESULTATS D ANALYSE Majeurs contributeurs hors PCB et hors composants brasés manuellement Profil au sol Composant Méthode RDF2000 Diode Z2 (interface) λ = 45,53 FIT (par composant) / Quantité = 1 Diode Z (interface) λ = 15,53 FIT (par composant) / Quantité = 4 Circuit U3 λ = FIT (par composant) / Quantité = 1 Circuit U14 λ = FIT (par composant) / Quantité = 1 Circuit U16 λ = FIT (par composant) / Quantité = 1 Circuit U15 λ = FIT (par composant) / Quantité = 1 Oscillateur Y1 λ = 12 FIT (par composant) / Quantité = 1 Filtre F1 à F7 λ = 12 FIT (par composant) / Quantité = 7 Profil 1 E/R embarqué Composant Méthode RDF2000 Diode Z2 (interface) λ = 50,7 FIT (par composant) / Quantité = 1 Diode Z (interface) λ = 20,7 FIT (par composant) / Quantité = 4 Circuit U3 λ = FIT (par composant) / Quantité = 1 Circuit U14 λ = FIT (par composant) / Quantité = 1 Circuit U16 λ = FIT (par composant) / Quantité = 1 Circuit U15 λ = FIT (par composant) / Quantité = 1 Oscillateur Y1 λ = FIT (par composant) / Quantité = 1 Filtre F1 à F7 λ = FIT (par composant) / Quantité = 7 Profil 2 E/R embarqué Composant Méthode RDF2000 Diode Z2 (interface) λ = 53,06 FIT (par composant) / Quantité = 1 Diode Z (interface) λ = 23,06 FIT (par composant) / Quantité = 4 Circuit U3 λ = FIT (par composant) / Quantité = 1 Circuit U14 λ = FIT (par composant) / Quantité = 1 Circuit U16 λ = FIT (par composant) / Quantité = 1 Circuit U15 λ = FIT (par composant) / Quantité = 1 Oscillateur Y1 λ = FIT (par composant) / Quantité = 1 Filtre F1 à F7 λ = FIT (par composant) / Quantité = 7 DOCUMENTS UTILISES POUR LE CALCUL RDF 2000 (UTE C ) Juillet BOM des composants assemblés sur les cartes de l ERCP 80 fournie par Balogh.