电子元器件可靠性评价与质量控制

第第#页共9页2・1・2・2电功率老炼对元器件进行可靠性筛选时，由于电热应力的原因，元器件内部和外部所潜在的缺陷会暴露无遗，所以对其进行电功率老炼，是可靠性筛选的有效手段。此种筛选方式，需要有专业的试验设备，其成本费用相对较高，所以在进行筛选时，有一定的时间限制，可以通过不同的电子元器件进行时间的限定，一般情况下，民用产品是几小时，军用产品100-168小时，用于宇航事业的产品筛选时间为240小时以上。所以可以根据电子元器件的不同使用性质，选择合适的筛选条件。2.1.2.3温度循环电子产品在正常使用中，由于温度的变化和温度的循环，会产生热胀冷缩的应力，在该作用下，有的元器件的性能不够就会失效。温度的忽高忽低，导致了热胀冷缩，这种情况下元器件热性能差的产品就会被剔除。2.1.2.4监控振动和冲击在此试验中，对产品在日后的使用中的震动和冲击环境进行模拟，通过模拟测试发现其中结构不良的元器件，并将其剔除。此项筛选试验项目较为常用在军用电子设备中。图4是振动台系统的工作原理图。图41数字武振动台系统的工作原理图2・2加强电子元器件的破坏性物理分析（DPA）由于在对电子元器件的缺陷进行筛选时，即使是进行了两次筛选工作，仍然不能找到其缺陷和问题，鉴于这种情况，要通过对电子元器件进行破坏性物理分析技术，来找到电子元器件存在的缺陷，由此来提高元器件的可靠性。电子元器件的破坏性物理分析，即DPA，是在美国的航天领域率先使用的，之后应用在欧洲的航天系统中，近些年来，该技术已经在某些行业中广泛使用，且使用效果良好，所以在对电子元器件的缺陷进行筛选时，有必要使用破坏性物力分析技术，这对提高产品的整体性能起着决定性的作用。2・3加强电子元器件的失效分析对电子元器件的失效进行分析，是针对已经失效的电子元器件，对其进行解剖，采用多种手段找出失效的原因，并提出相应的解决措施，以此避免元器件出现类似的问题，最终提高可靠性设计。2.4建立电子元器件的质量跟踪在电子产品电装完毕，对电子元器件进行试验，要对元器件的质量进行详细的分析，同时有必要进行相关的试验，以此来帮助分析和论证。通过试验分析来判断元器件的失效原因，找出其中存在的质量问题，是元器件本身的质量问题，还是设计过程出现的问题。一旦发现元件本身的质量问题，要及时的提出质量的标准，要求厂家进行改进和更换，与此同时在测试分析时，有必要加强监控工作，以最大程度的保障元器件的质量，以便更好的为最终的产品所服务。如果发现是设计过程中出现问题，应该针对问题更改和完善设计，并引以为戒，在日后的设计中避免类似的设计。3电子元器件的可靠性设计电子元器件的可靠性设计，指的是在规定的条件下，电子产品可能会出现的失效问题，针对失效而采取的一系列的补救措施和设计技术，来弥补失效的问题，使其能够正常的工作，以达到可靠性的设计标准。可靠性设计是设计的核心内容，可靠性设计是否合理，直接决定着最终产品的成败与否，产品在使用阶段、维修阶段等所出现的问题，大多与设计初期的可靠性设计工作息息相关，所以，在进行可靠性设计时，必须要考虑到产品在整个生命周期中与可靠性有关的所有因素，只有将各种可能因素都考虑在内，才可能在出现问题时能够妥善的解决。其中产品设计可靠性相关的因素主要有内部因素和外部环境因素两种，其中内部因素包含：误操作、维修、防护、寿命等，外部环境因素包含：自然环境、储存环境、运输环境、人为因素等。3・1设计简化技术图5是由1、2、3……n个部件组成的串联系统，串联系统有着较高的可靠性。12图£串联系统的可靠性其中Ri和入i分别为部件的可靠度和失效率，Rs和As分别为系统的可靠度和失效率，由此得出以下两组公式：系统的可靠度:出二%系统的失效率:DT仃WAWn)上述两组公式说明，在系统中，部件的多少与系统的可靠性成反比，与失效率成正比，即部件越多失效率越高。所以根据两组公式，得出了两点内容：第一，如果在不影响预定的功能的情况下，系统的一些不必要的零件可以省略，这样可以提高系统的可靠度，降低系统的失效率；第二，在对系统设计方案进行选择上，要选择系统部件较少的方案，以避免部件过多，而造成的后续损失。与此同时，也不要因为追求方案的简单，过多的减少部件，要能够保证预期设定的各项功能，如果想要用同一元件来完成较多功能时，要保证其可靠性，对其进行多次的验证，才可以使用。3・2元器件的降额使用对电子元器件的应力分析可以看出，元器件的失效率和对其施加的应力两者之间成正比例关系，对元器件施加的应力越大，则元器件的失效率越高，所以为了能够延长元器件的使用寿命，必须要降低元器件上所施加的应力，即对元器件采取降额使用。降额的方法，不是对所有的元器件都同样适用，是要根据不同的器件类型采取不同的降额方法，在降额的过程中，也要考虑其系数，将降额系数控制在合理的范围内，可以达到降额的根本目的，如果过分的降额，则提高了成本费用，取得的效果也不再合理的范围。具体的电子元器件降额设计资料和数据可以参照GJB/Z299A-91，这里由于篇幅原因，不再列出。3・3冗余设计冗余设计是当今应用广泛，实用性强，操作简单的可靠性的设计方式，当系统在进行可靠性的评价后，其结果不符合既定的要求，则设计人员在系统中的重要部位多加一个元件或者设备，当此部位的元件失去作用时，附加出的元件可以继续正常进行工作，而不耽误整个系统的正常运行，此系统称之为冗余系统，而这种设计称之为冗余设计。图6并联系统的可靠性图6中，是较为简单的冗余系统，由于两个部件处于并联的结构，所以一旦其中一个部件不能完成工作，另外一个部件的完整仍旧可以保证系统的正常使用。这个系统的可靠度和失效率分别为：勺…入岸一W+—(Xv+入”珂W2=-—g齐鼻去二尸—由上可得出，进行冗余设计，会对系统的寿命有所帮助，可以从一定程度上延长其寿命。冗余设计的方法众多，都可以从不同程度上延长系统的使用寿命，这里由于篇幅有限，就不再一一论述。3.4热设计在设备的工作过程中，都有对温度的要求，一旦温度上升，电子元器件的功能会难以有效的发挥，从而导致元器件的质量受损，所以在进行可靠性设计时，要考虑温度的条件，即热设计，要保证电子元器件在工作过程中避免处在高温下，从而保证元器件的质量。4结束语总之，随着我国高新产业的