电子可靠性工作的十大误区

电子可靠性工作的十大误区（电子展讲义）发布时间：2011-03-1522:48:56冈U刚结束慕尼黑上海电子展的国际医疗电子创新论坛，为了方便参会的听众朋友温故而知新，为了方便未能莅临论坛现场的朋友也能有所斩获，在此发布本人在论坛上的讲义、体验和总结，以期有所启迪和借鉴。9:20，会议即将开始，但仍人员寥寥无几，作为论坛专家团成员，颇为主办方和演讲的效果捏了一把汗，咨询慕尼黑展览公司负责会务的小姑娘，说一会儿就会坐满，我与复旦大学的汪教授开玩笑，说二阶阶跃响应曲线的上升过渡过程起作用了，（曲线的介绍见本博客《一条影响电子可靠性与社会和谐的曲线》），一会超调就发生了，人就超额了。果不其然，汪先生的开场白尚未结束，回头望去，黑压压一片人头，真的满了。体会一：坚持再坚持，不到最后一分钟，不可妄言结果，甚至最后一分钟，都要垂死挣扎，这一点上，真的很佩服陈水扁。兄弟的演讲放在了一天中的最后一讲，既兴奋又忐忑。我不知道主办方这样的安排是否有特殊的考虑，一种可能是兄弟是本场演讲嘉宾中资历背景最浅的一位，浅到都没有自信心与同台竞技的前辈交换名片，复旦大学的博导，上市总工的老总工，外资企业的高管，怕怕。不过前辈们还是很淡定平和谦逊的，纯粹是兄弟自扰之。体会二：切勿自以为是，但也切勿妄自菲薄，自以为非，以免未及出师，先自乱阵脚。正因为资历浅，所以兄弟的演讲被排在了最后一位，这纯粹是小人之心了，不过即便如此，我也并无任何的怨言，因为有机会与前辈并肩前行本身就是一种被认可。但也有另外一种可能，从会议心理学上说，最容易被记住的，最容易在具有最好听众心态和气场的发言时机就是开头和结尾，这是天时、地利、人和均佳的时机。如此来看，最后一名的演讲简直就是慕尼黑展览公司的绝大支持，如果是这种出发点的话，老武简直是诚惶诚恐了。体会三：不要凡事都看负面，多看正面。然后是演讲的内容：《电子可靠性的十大误区》。这个题目本身是没有任何技术含量的，甚至有点低俗，并有噱头糊弄招揽听众之嫌。但开场提出了三个问题：1、 草莓籽的颜色？2、 硅二极管正向导通压降是多少伏？3、 某器件指标Tmax=80°C,Pr=1W，现在T=60°C,P=0.75W，请问器件能否长期可靠的工作？各位未到现场的兄弟也可以回答一下这几个问题，这都是我们在日常生活和设计工作最常遇到的。反正各位读者都不是在现场，所以暖场活跃气氛的策略措施一概从略，就直接给出答案。1、 草莓籽的颜色是**的；2、 硅二极管正向导通压降是多少伏？0.7V,0.3V的都有，但是，您回答是多少伏都是不对的，因为二极管的特性是一条曲线（V-I曲线，横轴是电压，纵轴是电流），即二极管的两端导通压降在不同的电路中，在不同的静态工作点下，它不是一个定值，设计中需要根据实际工作电流状态才能确定其压降。3、 某器件指标Tmax=80C,Pr=1W，现在T=60C,P=0.75W，请问器件能否长期可靠的工作？答案“Yes”or“No”都可能是不对的。从表面来看，实际工作状态都在器件额定指标范围内，似乎应该是没问题的，但实际上，任何器件都会有一条负荷特性曲线，其温度一电流曲线（或温度一功率曲线）其实是一个直角梯形，在高温段，随着温度的升高（一般在40-50°C后），功率的降额幅度要大得多，上面器件是否可靠长期工作，不可但从数字上来看，而应该从曲线上来看。后面的十大误区中，还有关于此问题的介绍。由这三个问题，我们会发现，司空见惯的经验性的东西，其实我们都很多都是错的，而这一旦用于设计，产品可靠性可想而知。所以说“电路设计器件选型，先论证其不可行性，慎谈可行性；电子设计比拼的不是谁的设计更好，而是谁的设计更少犯错误”。体会四。如下是讲义的PPT内容：误区1、产品故障=产品不可靠产品出现问题，有时候并不是研发的问题，曾经有案例，面向国内中等以上发达地区的设备，因为在国内用的不错，所以出口到了哥伦比亚，但在那里频频故障，故障的原因在于中国中国大陆中等以上发达地区的海拔都比较低，所以高海拔地区，设备的气密性受到了挑战，设备内外压差增大泄露率增加。项目立项时只考虑了低海拔，所以人家的设计是没问题的，您老总就这样要求的嘛，谁决策了拿这个型号出口哥伦比亚，他才是罪魁祸首，如果管研发的老总参与决策而没提出反对意见，他简直就是最大的罪人，毕竟销售的高管决策不懂技术还是可以原谅的，技术副总的错误则是无能。产品可靠性是“规定的时间、规定的条件下，完成规定功能的能力”。读者一定细细品味这个定义，格物致知，看看谁能格这个定义的时候能达到更多的致知。使用现场的条件常常超过了规定的条件，而这个超出很大可能是隐含的。误区2、过渡过程=稳态过程请查阅本博客文章《一条影响着产品可靠性和社会和谐的曲线》，或在百度上搜索此文，该文里的介绍很能说明此而图的内容。中hit)误区3、降额很容易做到，没啥问题降额谁都会，如画画，谁都会，但不是谁都能靠画画生存。详细道理可查阅本博客的文章《电子产品的降额设计》，这里仅作一简单总结：同功能、但不同工艺的器件降额系数不同；可调器件和定值器件降额系数不同；负载不同，降额系数不同；同规格导线在多匝和单匝应用时降额系数不同；部分参数不可降额；结温降额不可遗漏误区4、Ta，器件可放心使用器件损坏为何常被称之为“烧”？，原因就是器件失效大都是热失效，具体注意事项有两点，第一，器件环境温度夭整机环境温度，器件环境受到机箱内其他器件散热的影响，一般器件环境温度比整机环境温度要高。第二,大家能回想到本次演讲开头的第三个问题，详情查阅本博客的文章《器件环境温度与负荷特性曲线的常见错误》误区5、电子可靠性跟机械、软件专业无关1安装、布线、布局、喷涂的处理都会影响电气性能2电磁兼容、虚焊、散热、振动噪声、腐蚀、接地都和结构有关3软件的防错、判错、纠错、容错处理措施可避免机械和电子缺陷问题误区6、器件很简单，Datasheet有无无所谓做设计时一定要拿到所有器件的Datasheet，然后阅读其上的所有图形图表和参数，最后实在设计上和这些曲线建立联系。如下图是二极管的V-I特性曲线，设计时需要谨慎确认该器件在我们电路中的静态工作点。误区7、可维修性跟我无关电子产品可靠性工作的目的是什么？是赚钱。赚钱靠什么？开源和节流，开源难，节流易，不要总想着从材料费上省，材料费省了，维修费高了，从早死换成了晚死，早晚还是死，何必呢？莫不如早死早托生。最好的方式就是重视可维修性，省掉这部分费用。这是货真价实的利润。误区8、制程控制不好是没有好的工艺人员制程控制不好不仅仅是工艺人员的问题，这是一条价值链的建设过程。设计工程师对器件的要求、采购工程师的厂家选择、检验环节的控制内容应该设计上对器件关键指标的部分、检测方法不应引入元器件的失效机理和损伤、装配环节也不应引入损伤(波峰焊炉温控制，手工焊接台面的防静电处理等)、出厂检验环节应该检查器件参数漂移可能会导致产品故障的部分内容、维修环节不应引入失效。由上可以看出，出现问题哪是区区两位工艺工程师能保证得了的。所以总结出具体的做法是建立一致性，一致性的前提是设计人员提供充分、有主次的技术信息，工艺仅仅是依据设计图纸和设计文件来保障制造可靠性无限逼近于设计可靠性。误区9、MTBF值与单台具体机器的故障率的关系MTBF是宏观、统计的概念，单台机器故障是微观、具体的概念。客户最喜欢问一个问题“你这个产品的MTBF值是10000小时，那我买你的这一台是不是10000h内就不会出现问题？”这是一个关公战秦琼谁更厉害的概念，让我说他俩的换算关系，您先告诉我是1km大还是1kg大？此问题的探讨，欢迎邮件(china@)或电话探讨。误区10、加强测试就可解决可靠性问题此问题既然能名列十大误区之一，其定义自然是错误的。总结有三：1、 有些问题通过模拟测试实验根本测不出来。2、 测试手段=工程计算+规范审查+模拟试验+电子仿真3、 通过温度加强试验的结果计算不出对应的低温工作时间；更多详情请查阅本博客文章《机电产品系统测试如何开展》最后是列出本人的联系方式，