電子元器件可靠性評價與質(zhì)量控制

第第#頁共9頁2?1?2?2電功率老煉對元器件進行可靠性篩選時，由于電熱應(yīng)力的原因，元器件內(nèi)部和外部所潛在的缺陷會暴露無遺，所以對其進行電功率老煉，是可靠性篩選的有效手段。此種篩選方式，需要有專業(yè)的試驗設(shè)備，其成本費用相對較高，所以在進行篩選時，有一定的時間限制，可以通過不同的電子元器件進行時間的限定，一般情況下，民用產(chǎn)品是幾小時，軍用產(chǎn)品100-168小時，用于宇航事業(yè)的產(chǎn)品篩選時間為240小時以上。所以可以根據(jù)電子元器件的不同使用性質(zhì)，選擇合適的篩選條件。2.1.2.3溫度循環(huán)電子產(chǎn)品在正常使用中，由于溫度的變化和溫度的循環(huán)，會產(chǎn)生熱脹冷縮的應(yīng)力，在該作用下，有的元器件的性能不夠就會失效。溫度的忽高忽低，導(dǎo)致了熱脹冷縮，這種情況下元器件熱性能差的產(chǎn)品就會被剔除。2.1.2.4監(jiān)控振動和沖擊在此試驗中，對產(chǎn)品在日后的使用中的震動和沖擊環(huán)境進行模擬，通過模擬測試發(fā)現(xiàn)其中結(jié)構(gòu)不良的元器件，并將其剔除。此項篩選試驗項目較為常用在軍用電子設(shè)備中。圖4是振動臺系統(tǒng)的工作原理圖。圖41數(shù)字武振動臺系統(tǒng)的工作原理圖2?2加強電子元器件的破壞性物理分析（DPA）由于在對電子元器件的缺陷進行篩選時，即使是進行了兩次篩選工作，仍然不能找到其缺陷和問題，鑒于這種情況，要通過對電子元器件進行破壞性物理分析技術(shù)，來找到電子元器件存在的缺陷，由此來提高元器件的可靠性。電子元器件的破壞性物理分析，即DPA，是在美國的航天領(lǐng)域率先使用的，之后應(yīng)用在歐洲的航天系統(tǒng)中，近些年來，該技術(shù)已經(jīng)在某些行業(yè)中廣泛使用，且使用效果良好，所以在對電子元器件的缺陷進行篩選時，有必要使用破壞性物力分析技術(shù)，這對提高產(chǎn)品的整體性能起著決定性的作用。2?3加強電子元器件的失效分析對電子元器件的失效進行分析，是針對已經(jīng)失效的電子元器件，對其進行解剖，采用多種手段找出失效的原因，并提出相應(yīng)的解決措施，以此避免元器件出現(xiàn)類似的問題，最終提高可靠性設(shè)計。2.4建立電子元器件的質(zhì)量跟蹤在電子產(chǎn)品電裝完畢，對電子元器件進行試驗，要對元器件的質(zhì)量進行詳細的分析，同時有必要進行相關(guān)的試驗，以此來幫助分析和論證。通過試驗分析來判斷元器件的失效原因，找出其中存在的質(zhì)量問題，是元器件本身的質(zhì)量問題，還是設(shè)計過程出現(xiàn)的問題。一旦發(fā)現(xiàn)元件本身的質(zhì)量問題，要及時的提出質(zhì)量的標(biāo)準，要求廠家進行改進和更換，與此同時在測試分析時，有必要加強監(jiān)控工作，以最大程度的保障元器件的質(zhì)量，以便更好的為最終的產(chǎn)品所服務(wù)。如果發(fā)現(xiàn)是設(shè)計過程中出現(xiàn)問題，應(yīng)該針對問題更改和完善設(shè)計，并引以為戒，在日后的設(shè)計中避免類似的設(shè)計。3電子元器件的可靠性設(shè)計電子元器件的可靠性設(shè)計，指的是在規(guī)定的條件下，電子產(chǎn)品可能會出現(xiàn)的失效問題，針對失效而采取的一系列的補救措施和設(shè)計技術(shù)，來彌補失效的問題，使其能夠正常的工作，以達到可靠性的設(shè)計標(biāo)準?？煽啃栽O(shè)計是設(shè)計的核心內(nèi)容，可靠性設(shè)計是否合理，直接決定著最終產(chǎn)品的成敗與否，產(chǎn)品在使用階段、維修階段等所出現(xiàn)的問題，大多與設(shè)計初期的可靠性設(shè)計工作息息相關(guān)，所以，在進行可靠性設(shè)計時，必須要考慮到產(chǎn)品在整個生命周期中與可靠性有關(guān)的所有因素，只有將各種可能因素都考慮在內(nèi)，才可能在出現(xiàn)問題時能夠妥善的解決。其中產(chǎn)品設(shè)計可靠性相關(guān)的因素主要有內(nèi)部因素和外部環(huán)境因素兩種，其中內(nèi)部因素包含：誤操作、維修、防護、壽命等，外部環(huán)境因素包含：自然環(huán)境、儲存環(huán)境、運輸環(huán)境、人為因素等。3?1設(shè)計簡化技術(shù)圖5是由1、2、3……n個部件組成的串聯(lián)系統(tǒng)，串聯(lián)系統(tǒng)有著較高的可靠性。12圖￡串聯(lián)系統(tǒng)的可靠性其中Ri和入i分別為部件的可靠度和失效率，Rs和As分別為系統(tǒng)的可靠度和失效率，由此得出以下兩組公式：系統(tǒng)的可靠度:出二%系統(tǒng)的失效率:DT仃WAWn)上述兩組公式說明，在系統(tǒng)中，部件的多少與系統(tǒng)的可靠性成反比，與失效率成正比，即部件越多失效率越高。所以根據(jù)兩組公式，得出了兩點內(nèi)容：第一，如果在不影響預(yù)定的功能的情況下，系統(tǒng)的一些不必要的零件可以省略，這樣可以提高系統(tǒng)的可靠度，降低系統(tǒng)的失效率；第二，在對系統(tǒng)設(shè)計方案進行選擇上，要選擇系統(tǒng)部件較少的方案，以避免部件過多，而造成的后續(xù)損失。與此同時，也不要因為追求方案的簡單，過多的減少部件，要能夠保證預(yù)期設(shè)定的各項功能，如果想要用同一元件來完成較多功能時，要保證其可靠性，對其進行多次的驗證，才可以使用。3?2元器件的降額使用對電子元器件的應(yīng)力分析可以看出，元器件的失效率和對其施加的應(yīng)力兩者之間成正比例關(guān)系，對元器件施加的應(yīng)力越大，則元器件的失效率越高，所以為了能夠延長元器件的使用壽命，必須要降低元器件上所施加的應(yīng)力，即對元器件采取降額使用。降額的方法，不是對所有的元器件都同樣適用，是要根據(jù)不同的器件類型采取不同的降額方法，在降額的過程中，也要考慮其系數(shù)，將降額系數(shù)控制在合理的范圍內(nèi)，可以達到降額的根本目的，如果過分的降額，則提高了成本費用，取得的效果也不再合理的范圍。具體的電子元器件降額設(shè)計資料和數(shù)據(jù)可以參照GJB/Z299A-91，這里由于篇幅原因，不再列出。3?3冗余設(shè)計冗余設(shè)計是當(dāng)今應(yīng)用廣泛，實用性強，操作簡單的可靠性的設(shè)計方式，當(dāng)系統(tǒng)在進行可靠性的評價后，其結(jié)果不符合既定的要求，則設(shè)計人員在系統(tǒng)中的重要部位多加一個元件或者設(shè)備，當(dāng)此部位的元件失去作用時，附加出的元件可以繼續(xù)正常進行工作，而不耽誤整個系統(tǒng)的正常運行，此系統(tǒng)稱之為冗余系統(tǒng)，而這種設(shè)計稱之為冗余設(shè)計。圖6并聯(lián)系統(tǒng)的可靠性圖6中，是較為簡單的冗余系統(tǒng)，由于兩個部件處于并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，所以一旦其中一個部件不能完成工作，另外一個部件的完整仍舊可以保證系統(tǒng)的正常使用。這個系統(tǒng)的可靠度和失效率分別為：勺…入岸一W+—(Xv+入”珂W2=-—g齊鼻去二尸—由上可得出，進行冗余設(shè)計，會對系統(tǒng)的壽命有所幫助，可以從一定程度上延長其壽命。冗余設(shè)計的方法眾多，都可以從不同程度上延長系統(tǒng)的使用壽命，這里由于篇幅有限，就不再一一論述。3.4熱設(shè)計在設(shè)備的工作過程中，都有對溫度的要求，一旦溫度上升，電子元器件的功能會難以有效的發(fā)揮，從而導(dǎo)致元器件的質(zhì)量受損，所以在進行可靠性設(shè)計時，要考慮溫度的條件，即熱設(shè)計，要保證電子元器件在工作過程中避免處在高溫下，從而保證元器件的質(zhì)量。4結(jié)束語總之，隨著我國高新產(chǎn)業(yè)的