电子产品的可靠性

点赞:22381 浏览:104949 近期更新时间:2024-01-30 作者:网友分享原创网站原创

【摘 要】在信息化的时代,电子产品成为人们日常生活中必不可少的一部分.随着电子产品越来越多的被人们使用,电子产品的可靠性和安全性也越来越被重视.电子产品能否可靠、安全运行,需要对电子系统中各元件进行安装调试、性能试验,确保各个环节的可靠性.本文分析了电子产品可靠性设计、制造及可靠性试验.

【关 键 词】电子产品;可靠性;设计;制造;试验

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引言

我国的可靠性工作起步较晚,20世纪70年代才开始在电子工业和航空工业中初步形成可靠性研究体系,并将其应用于军工产品.其它行业可靠性工作起步更晚,差距更大,虽然国家已制定可靠性标准,但尚未引起所有企业的足够重视.随着市场经济的发展,竞争日趋激烈,人们不仅要求产品物美价廉,而且十分重视产品的可靠性和安全.

1电子产品可靠性设计

1.1设计前对各系统进行分析

1.1.1可靠性预计与分配

可靠性预计是在设计阶段,根据设计中所选用的电路程式、元器件、可靠性结构模型、工作应力、工作环境以及过去积累的统计数据,推测产品可能达到的可靠性水平.预计的目的不是在于了解在什么时候将发生失效,而在于从设计开始就采取措施以防止失效的发生,并用定量的方法评价可靠性设计的效果.可靠性分配通过将可靠性指标或预计所能达到的目标值加以分解,用科学的方法,合理分配给分系统、设备、部件直至各元器件和每一个连接点、焊接点,以保证可靠性既定目标得以实现.通过分配,不仅可以层层落实设计指标,还可发现设计的薄弱环节和尚能挖掘的潜力.

1.1.2失效模式、效应与危害度分析

失效模式、效应与危害度分析是通过对所设计的系统的各组成单元可能发生的各种失效模式对系统功能的影响及其危害程度的分析,尽早发现问题、及时采取对策、改进设计,以保证产品的可靠性.

1.1.3失效树分析

失效树分析是在系统设计过程中通过对系统可能造成失效的各种因素进行分析,画出逻辑框图(即失效树),从而确定系统失效原因的各种可能组合方式及其发生概率,进而计算出系统的失效概率,以便采取相应的纠正措施,提高系统的可靠性.

1.2采用可靠性的设计技术

1.2.1热设计

热应力是影响电子器件失效率的一个最重要的因素,而热设计就是采用适当可靠的方法控制产品内部所有电子元器件的温度,使其在所处的工作环境条件下不超过稳定运行要求的最高温度,以保证产品正常运行的安全性和长期运行的可靠性.热设计包括散热、加装散热器和制冷三类技术.

1.2.2电磁兼容设计

电磁兼容设计实际上就是针对产品中产生的电磁干扰进行优化设计,使之符合各国或地区的EMC标准.通常情况下我们采用印制电路板设计、接地技术、信号线滤波技术等来是电子产品达到电磁兼容的状态.

1.2.3降额设计

降额设计是使零部件的使用应力低于其额定应力的一种设计方法.当机械零部件的载荷应力以及承受这些应力的具体零部件的强度在某一范围内呈不确定分布时,可以采用提高平均强度、降低平均应力,减少应力变化和减少强度变化等方法来提高可靠性.对于涉及安全的重要零部件,还可以采用极限设计方法,以保证其在最恶劣的极限状态下也不会发生故障.

1.2.4冗余化设计

冗余化设计就是通过重复配置某些关键设备或部件,当系统出现故障时,冗余的设备或部件介入工作,承担已损设备或部件的功能,为系统提供怎么写作,减少宕机事件的发生.

2电子产品可靠性制造

电子产品的可靠性制造最主要的是指电子元器件制造的可靠性.电子元器件是电子产品的组成部分.在制造电子元器件的时候,首先从元器件材料的选购进行严格的控制,保证材料质量的可靠性,其次,对生产工艺过程、检测设备、设备使用过程的可靠性进行控制,还要对元器件储存条件进行严格的管理.

3电子产品可靠性试验

可靠性试验是通过试验了解电子产品在各种环境条件下工作或储存时的可靠性特征.一方面是掌握产品的固有可靠性水平,为产品设计、生产、使用提供有用信息;另一方面是通过试验充分暴露产品在设计、原材料、工艺、管理等方面存在的问题,经过失效分析进而找出改进措施,以提高产品可靠性水平.通常有以下三种方法:

方法一:“试验――问题记录――再试验”模式.该方法就是把初步研制的产品,通过试验发现问题时,不是立即进行改进,而是把问题记录下来,待在一个试验阶段结束以及下一个阶段开始之前,根据各种失效模式的失效机理,集中地进行改进,然后再进行试验.

方法二:“试验――改进――再试验”模式.该方法就是把初步研制的产品,通过试验,暴露产品的薄弱环节,分析产品的失效模式和失效机理,找出问题就立即改进,然后再试验证实所解决的问题,使产品的可靠性得到增长.这种方法比较适用于试验中只出现一种比较普遍和严重问题的情况,针对性较强.

方法三:“含延缓改进的试验――改进――再试验”模式.该方法是将方法一和方法二结合起来,在试验中,对能及时改进的问题,立即采取措施改进产品,提高可靠性,在试验阶段结束后,把延缓的问题至下次试验开始前进行改进,然后再进行试验,使产品的可靠性得到较大的增长.


可靠性试验中常用的这三种方法往往是周而复始地循环,并且一个循环比一个循环产品的可靠性水平向上增长,另外可靠性试验除通过系统试验外,还应根据具体情况通过气候环境试验、机械环境试验和人为正常使用等各方面的试验来暴露产品生产的薄弱环节,进行科学分析,做相应的改进.

根据产品不同的要求,选择环境试验顺序的依据如下:

3.1依据不同目的

(1)为了研究产品的性能,应先进行对产品破坏性小的环境试验项目,然后在进行破坏大的环境试验项目.

(2)为了检验设计的有效性,希望以最快的速度取得有关试验数据,则先进行严酷度大的环境试验,前面试验项目若已有失效,就不必再做下面的项目,以节省时间和费用.

3.2依据实际遇到的环境因素

对实际使用的环境条件已知的整机、系统,可根据它们可能遇到的各种环境因素的先后顺序,来确定试验顺序.这种试验顺序的真实性强,大都用在产品的定型试验中.

3.3依据能对产品产生最大影响

这种顺序的编排是前一试验能加强和诱发后一试验所引起的失效,即能最大限度地暴露失效.例如,潮湿试验后,紧接着进行低温试验,由于样品在前一试验中吸收了潮气,在低温试验中就会产生凝露,从而加剧了低温的破坏作用.

再如,机械振动试验后,紧接着进行交变湿热试验,会加剧交变湿热的影响.

4可靠性改进

可靠性改进是生产过程中,提升可靠性的最有利手段,也是唯一可以使生产可靠性高出设计可靠性的方法.通过对工艺、设备的有效控制,可以使生产可靠性无限接近设计可靠性,只有在生产过程中对可靠性的改善,才可以让生产可靠性超过设计可靠性.

依靠产品在可靠性测试时的不良、使用期的实际信息,进一步优化产品系统结构,采用新材料、新设计和新工艺,提高产品所用的各种元器件、零部件质量等级,必要时调整其安全系统和降额系数,以提高产品的可靠性水平,这些活动统称为可靠性改进.它是质量改进的重要组成部分,可以用PDCA循环来处理,找出异因、查明真相、改善措施、防止再犯、形成标准.

5结语

电子产品,特别是军用电子产品,开展可靠性工作不可缺少,可靠性问题必须引起政府和企业的高度重视,抓好可靠性工作,不仅是关系到企业生存和发展的大问题,也是关系到国家经济兴衰的大问题.