提高電子產(chǎn)品可靠性的方法

1、提高電子產(chǎn)品可靠性的方法電子產(chǎn)品是由電子元器件、組件、部件按照一定的工藝 要求組合起來的，電子產(chǎn)品的可靠性的基礎(chǔ)是電子元器件的 可靠性，電子元器件的正確選用、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、有效的 防護(hù)措施是保證電子產(chǎn)品可靠性最有效的辦法。本節(jié)主要從 上述幾方面介紹提高電子產(chǎn)品可靠性的方法。1. 5. 1正確選用電子元器件1. 選用電子元器件的原則(1)根據(jù)電性能指標(biāo)和使用條件選用合適的元器件，使用條件不得超過元器件參數(shù)和環(huán)境條件，并留有富余量；(1)盡可能地壓縮元器件的品種和規(guī)格數(shù)量，提高它們的復(fù)用率；(3) 除特殊情況外，所有電子元器件都要按不同要求進(jìn) 行可靠性篩選，然后才能用到電子產(chǎn)品中去；(4) 仔細(xì)

2、分析比較同類元器件的差異，擇優(yōu)選用，并注 意積累元器件在使用中的性能與可靠性方面的依據(jù)，作為以 后選用的重要依據(jù)。2. 選用電子元器件的方法對(duì)電子元器件進(jìn)行篩選，就是要從一批元器件中選出可 靠性較高的元器件，淘汰那些有潛在缺陷而導(dǎo)致早期失效的 元器件，這對(duì)提高電子產(chǎn)品的可靠性有重要意義?？紤]到技術(shù)困難和經(jīng)濟(jì)合理性，我們必須精心選擇應(yīng)力條件和篩選方法，用最經(jīng)濟(jì)有效的方法達(dá)到規(guī)定的可靠性。（1）按復(fù)雜程度可分為： 分布截尾篩選法：篩選掉參數(shù)偏離標(biāo)稱值過大的產(chǎn)品。 應(yīng)力強(qiáng)度篩選法：對(duì)產(chǎn)品施加各種應(yīng)力條件后進(jìn)行測(cè)試挑選。 老煉篩選：在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)對(duì)產(chǎn)品施加各種應(yīng)力條件后進(jìn)行測(cè)試挑選。 線性鑒別篩選：類

3、似于老煉篩選，但要運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)技術(shù)進(jìn)行判別。 精密篩選：在接近于產(chǎn)品使用條件下進(jìn)行長(zhǎng)期老煉，并多次精確測(cè)定參數(shù)變化量，從中進(jìn)行挑選和預(yù)測(cè)。在以上五種方法中，前兩種方法簡(jiǎn)便易行，但效果差。目前主要用老煉篩選法。（2 ）按照施加應(yīng)力手段不同，篩選可分為：壽命篩選、 環(huán)境應(yīng)力篩選、密封性篩選、檢查性篩選等。1. 5. 2電子元器件的降額使用降額使用就是元器件在低于其額定值的應(yīng)力條件下工作，是提高電子產(chǎn)品可靠性的最有效措施之一。對(duì)元器件有影響的應(yīng)力包括：時(shí)間、溫度、濕度、腐蝕、機(jī)械應(yīng)力和電 應(yīng)力，合理的降額可以大幅度地減少元器件的失效。1.電阻器的降額使用要點(diǎn)元器件實(shí)際使用時(shí)的參數(shù)與額定值的比值為降額

4、系數(shù)， 用S表示。電阻器的降額系數(shù) S一般取0.10.6 ,環(huán)境溫度 一般低于60C,低于45C最好。當(dāng)S<0.1時(shí)，發(fā)熱量過小， 潮氣不易驅(qū)，失效率反而提高?？勺冸娮杵魇时裙潭?阻高12個(gè)數(shù)量級(jí)，一般少用。2. 電容器的降額使用要點(diǎn)電容器的使用溫度一般應(yīng)低于 50C，尤其是電解電容器 更不宜在高溫下工作，電解電容器在低于 -45 C使用時(shí)應(yīng)采 用耐寒型。電容器的電壓降額系數(shù) S一般小于0.6，對(duì)于電解電容器 S不得小于0.2，金屬化紙介電容器一般取 0.50.8，小型 云母電容器常出現(xiàn)低電平失效， 所以交流運(yùn)作時(shí) S不得太小， 其承受的電壓不低于 100mV否則應(yīng)選用其它類型的電

5、容器。3. 半導(dǎo)體器件降額使用要點(diǎn)不同半導(dǎo)體器件的降額系數(shù)S的含義是不同的，如晶體三極管的S為實(shí)際功率與25 C時(shí)的最大額定功率之比， 晶體 二極管的S為平均正向電流與25 C時(shí)的最大額定正向電流之 比，穩(wěn)壓管的S為實(shí)際耗散功率與 25C時(shí)的最大額定功率之 比，光電器件的S為實(shí)際耗散功率與25 C時(shí)最大額定功率乘 以與最大允許結(jié)溫有關(guān)的修正系數(shù)之比。半導(dǎo)體器件的S一般取0.5以下，使用溫度低于 50C,鍺管還要低一點(diǎn)。常運(yùn)行下去。圖1.7 ( b)為一個(gè)待機(jī)系統(tǒng)，正常情況下A表1.6是常用元器件的推薦降額使用范圍，設(shè)計(jì)時(shí)可參表1.6常用元器件的推薦降額范圍元器件種類電阻器電容器半導(dǎo)體器件電感器

6、繼電器接插件微 電 機(jī)內(nèi)容T$TSv$SvTSSS$范圍<450.10.6<50<0.6<0.5<0.7<1300.60.7白熾燈負(fù) 載< 0.15電感性負(fù) 載< 0.3同左0.30.8符號(hào)說明：T工作溫度（C）； Sp功率降額系數(shù);S電壓降額系數(shù)；S 電流降額系數(shù)。1. 5. 3米用冗余系統(tǒng)（備份系統(tǒng)）從上節(jié)已知，系統(tǒng)中串聯(lián)的元件或子系統(tǒng)越多，其可靠 性就越低；而當(dāng)采用冗余系統(tǒng)（備份系統(tǒng)）后，系統(tǒng)的可靠 性將會(huì)提高。如圖1.7 （a）所示并聯(lián)系統(tǒng)，只有當(dāng)構(gòu)成并聯(lián) 關(guān)系的A、A、A全部出故障系統(tǒng)才不能運(yùn)行，否則， 只要A、A、A中有一個(gè)可以正常工

7、作，系統(tǒng)都將會(huì)正執(zhí)行工作，當(dāng)Ai出現(xiàn)故障時(shí)，轉(zhuǎn)換開關(guān)自動(dòng)接通，A2接替A開始工作，所以，只有A、A均不正常時(shí)，系統(tǒng)才不能運(yùn)行。 待機(jī)系統(tǒng)是由于 A2 一般情況下處等待狀態(tài)而得名，由于該系統(tǒng)增加了一個(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)，其可靠性的高低直接影響系統(tǒng)可靠 性，應(yīng)選用可靠性較高的器件。1. 5. 4 采取有效的環(huán)境防護(hù)措施有效的環(huán)境設(shè)計(jì)可以防止與減少溫度、潮濕、生物危害、 機(jī)械振動(dòng)與沖擊、電磁干擾等對(duì)電子設(shè)備材料和器件的不良 影響，達(dá)到提高電子設(shè)備的可靠性的目的。各種環(huán)境設(shè)計(jì)的 原理與方法將在相關(guān)章節(jié)中介紹。1 . 5. 5 進(jìn)行環(huán)境試驗(yàn)將電子設(shè)備置于模擬的工作環(huán)境或?qū)嶋H使用環(huán)境中、按 照技術(shù)指標(biāo)的要求進(jìn)行試驗(yàn)，以考核其性能和可靠性。提前 發(fā)現(xiàn)問題，采取有效的改進(jìn)措施，消除設(shè)計(jì)制造中存在的不 可靠因素。環(huán)境試驗(yàn)可分為以下兩種：1. 單項(xiàng)試驗(yàn)單項(xiàng)試驗(yàn)的目的是考核某項(xiàng)指標(biāo)的穩(wěn)定性。將設(shè)備置于人工模擬的工作環(huán)境中，按照技術(shù)指標(biāo)的要求，考核產(chǎn)品抵 抗某項(xiàng)環(huán)境影響因素的能力。如耐溫、耐濕、耐壓、密封、 耐振動(dòng)、耐沖擊等的穩(wěn)定性試驗(yàn)。2. 綜合試驗(yàn)綜合試驗(yàn)的目的是考核產(chǎn)品在綜合因素作用下所能達(dá) 到的性能指標(biāo)。這種實(shí)驗(yàn)比較接近于實(shí)際使用情況，所以通 過綜合試驗(yàn)，更能考核設(shè)備的真實(shí)可靠性。1. 5. 6設(shè)置故障指示和排除系統(tǒng)為提