提高电子产品可靠性的方法

1、提高电子产品可靠性的方法电子产品是由电子元器件、组件、部件按照一定的工艺 要求组合起来的，电子产品的可靠性的基础是电子元器件的 可靠性，电子元器件的正确选用、合理的结构设计、有效的 防护措施是保证电子产品可靠性最有效的办法。本节主要从 上述几方面介绍提高电子产品可靠性的方法。1. 5. 1正确选用电子元器件1. 选用电子元器件的原则(1)根据电性能指标和使用条件选用合适的元器件，使用条件不得超过元器件参数和环境条件，并留有富余量；(1)尽可能地压缩元器件的品种和规格数量，提高它们的复用率；(3) 除特殊情况外，所有电子元器件都要按不同要求进 行可靠性筛选，然后才能用到电子产品中去；(4) 仔细

2、分析比较同类元器件的差异，择优选用，并注 意积累元器件在使用中的性能与可靠性方面的依据，作为以 后选用的重要依据。2. 选用电子元器件的方法对电子元器件进行筛选，就是要从一批元器件中选出可 靠性较高的元器件，淘汰那些有潜在缺陷而导致早期失效的 元器件，这对提高电子产品的可靠性有重要意义。考虑到技术困难和经济合理性，我们必须精心选择应力条件和筛选方法，用最经济有效的方法达到规定的可靠性。（1）按复杂程度可分为： 分布截尾筛选法：筛选掉参数偏离标称值过大的产品。 应力强度筛选法：对产品施加各种应力条件后进行测试挑选。 老炼筛选：在规定的时间内对产品施加各种应力条件后进行测试挑选。 线性鉴别筛选：类

3、似于老炼筛选，但要运用数理统计技术进行判别。 精密筛选：在接近于产品使用条件下进行长期老炼，并多次精确测定参数变化量，从中进行挑选和预测。在以上五种方法中，前两种方法简便易行，但效果差。目前主要用老炼筛选法。（2 ）按照施加应力手段不同，筛选可分为：寿命筛选、 环境应力筛选、密封性筛选、检查性筛选等。1. 5. 2电子元器件的降额使用降额使用就是元器件在低于其额定值的应力条件下工作，是提高电子产品可靠性的最有效措施之一。对元器件有影响的应力包括：时间、温度、湿度、腐蚀、机械应力和电 应力，合理的降额可以大幅度地减少元器件的失效。1.电阻器的降额使用要点元器件实际使用时的参数与额定值的比值为降额

4、系数， 用S表示。电阻器的降额系数 S一般取0.10.6 ,环境温度 一般低于60C,低于45C最好。当S<0.1时，发热量过小， 潮气不易驱，失效率反而提高。可变电阻器失效率比固定电 阻高12个数量级，一般少用。2. 电容器的降额使用要点电容器的使用温度一般应低于 50C，尤其是电解电容器 更不宜在高温下工作，电解电容器在低于 -45 C使用时应采 用耐寒型。电容器的电压降额系数 S一般小于0.6，对于电解电容器 S不得小于0.2，金属化纸介电容器一般取 0.50.8，小型 云母电容器常出现低电平失效， 所以交流运作时 S不得太小， 其承受的电压不低于 100mV否则应选用其它类型的电

5、容器。3. 半导体器件降额使用要点不同半导体器件的降额系数S的含义是不同的，如晶体三极管的S为实际功率与25 C时的最大额定功率之比， 晶体 二极管的S为平均正向电流与25 C时的最大额定正向电流之 比，稳压管的S为实际耗散功率与 25C时的最大额定功率之 比，光电器件的S为实际耗散功率与25 C时最大额定功率乘 以与最大允许结温有关的修正系数之比。半导体器件的S一般取0.5以下，使用温度低于 50C,锗管还要低一点。常运行下去。图1.7 ( b)为一个待机系统，正常情况下A表1.6是常用元器件的推荐降额使用范围，设计时可参表1.6常用元器件的推荐降额范围元器件种类电阻器电容器半导体器件电感器

6、继电器接插件微 电 机内容T$TSv$SvTSSS$范围<450.10.6<50<0.6<0.5<0.7<1300.60.7白炽灯负 载< 0.15电感性负 载< 0.3同左0.30.8符号说明：T工作温度（C）； Sp功率降额系数;S电压降额系数；S 电流降额系数。1. 5. 3米用冗余系统（备份系统）从上节已知，系统中串联的元件或子系统越多，其可靠 性就越低；而当采用冗余系统（备份系统）后，系统的可靠 性将会提高。如图1.7 （a）所示并联系统，只有当构成并联 关系的A、A、A全部出故障系统才不能运行，否则， 只要A、A、A中有一个可以正常工

7、作，系统都将会正执行工作，当Ai出现故障时，转换开关自动接通，A2接替A开始工作，所以，只有A、A均不正常时，系统才不能运行。 待机系统是由于 A2 一般情况下处等待状态而得名，由于该系统增加了一个转换开关，其可靠性的高低直接影响系统可靠 性，应选用可靠性较高的器件。1. 5. 4 采取有效的环境防护措施有效的环境设计可以防止与减少温度、潮湿、生物危害、 机械振动与冲击、电磁干扰等对电子设备材料和器件的不良 影响，达到提高电子设备的可靠性的目的。各种环境设计的 原理与方法将在相关章节中介绍。1 . 5. 5 进行环境试验将电子设备置于模拟的工作环境或实际使用环境中、按 照技术指标的要求进行试验，以考核其性能和可靠性。提前 发现问题，采取有效的改进措施，消除设计制造中存在的不 可靠因素。环境试验可分为以下两种：1. 单项试验单项试验的目的是考核某项指标的稳定性。将设备置于人工模拟的工作环境中，按照技术指标的要求，考核产品抵 抗某项环境影响因素的能力。如耐温、耐湿、耐压、密封、 耐振动、耐冲击等的稳定性试验。2. 综合试验综合试验的目的是考核产品在综合因素作用下所能达 到的性能指标。这种实验比较接近于实际使用情况，所以通 过综合试验，更能考核设备的真实可靠性。1. 5. 6设置故障指示和排除系统为提