常用的可靠性設計原則和方法有元器件選擇和控制、熱設計、簡化設計、降額設計、冗余和容錯設計、環境防護設計、健壯設計和人為因素設計等。除了元器件選擇和控制、熱設計主要用于電子產品的可靠性設計外,其余的設計原則及方法均適用于電子產品和機械產品的可靠性設計。
在電子產品設計過程中,為消除產品的潛在缺陷和薄弱環節,防止故障發生,以確保滿足規定的固有可靠性要求所采取的技術活動??煽啃栽O計是可靠性工程的重要組成部分,是實現產品固有可靠性要求的最關鍵的環節,是在可靠性分析的基礎上通過制定和貫徹可靠性設計準則來實現的。
誤區1、產品故障=產品不可靠
產品出現問題,除了考慮研發設計的問題,可能還有其他原因。產品可靠性是“規定的時間、規定的條件下,完成規定功能的能力”。使用現場的條件常常超過了規定的條件,而這個超出很大可能是隱含的。
誤區2、過渡過程=穩態過程
《一條影響著產品可靠性和社會和諧的曲線》介紹很能說明此圖的內容。
誤區3、降額掉以輕心
降額誰都會,如畫畫,誰都會,但不是誰都能靠畫畫生存。
1. 同功能、但不同工藝的器件降額系數不同。
2. 可調器件和定值器件降額系數不同。
3. 負載不同,降額系數不同。
4. 同規格導線在多匝和單匝應用時降額系數不同。
5. 部分參數不可降額。
6. 結溫降額不可遺漏。
誤區4、器件可放心使用
器件損壞為何常被稱之為“燒”?原因就是器件失效大都是熱失效,另外,器件環境溫度≠整機環境溫度,器件環境受到機箱內其他器件散熱的影響,一般器件環境溫度比整機環境溫度要高。
誤區5、電子可靠性跟機械、軟件專業無關
安裝、布線、布局、噴涂的處理都會影響電氣性能;電磁兼容、虛焊、散熱、振動噪聲、腐蝕、接地都和結構有關;軟件的防錯、判錯、糾錯、容錯處理措施可避免機械和電子缺陷問題。
誤區6、器件很簡單,Datasheet有無無所謂
做設計時一定要拿到所有器件的Datasheet,然后閱讀其上的所有圖形圖表和參數,最后實在設計上和這些曲線建立聯系。設計時需要謹慎確認該器件在我們電路中的靜態工作點。
誤區7、可維修性跟我無關
電子產品可靠性工作的目的是什么?是賺錢。賺錢靠什么?開源和節流,開源難,節流易,不要總想著從材料費上省,材料費省了,維修費高了,從早死換成了晚死,早晚還是死。最好的方式就是重視可維修性,省掉這部分費用。這是貨真價實的利潤。
誤區8、制程控制不好是沒有好的工藝人員
制程控制不好不僅僅是工藝人員的問題,這是一條價值鏈的建設過程。設計工程師對器件的要求、采購工程師的廠家選擇、檢驗環節的控制內容應該設計上對器件關鍵指標的部分、檢測方法不應引入元器件的失效機理和損傷、裝配環節也不應引入損傷(波峰焊爐溫控制,手工焊接臺面的防靜電處理等)、出廠檢驗環節應該檢查器件參數漂移可能會導致產品故障的部分內容、維修環節不應引入失效。
由上可以看出,出現問題哪是區區兩位工藝工程師能保證得了的。所以總結出具體的做法是建立一致性,一致性的前提是設計人員提供充分、有主次的技術信息,工藝僅僅是依據設計圖紙和設計文件來保障制造可靠性無限逼近于設計可靠性。
誤區9、MTBF值與單臺具體機器的故障率的關系
MTBF是宏觀、統計的概念,單臺機器故障是微觀、具體的概念。
誤區10、加強測試就可解決可靠性問題
此問題既然能名列十大誤區之一,其定義自然是錯誤的。
整理總結:
1、 有些問題通過模擬測試實驗根本測不出來。
2、 測試手段=工程計算+規范審查+模擬試驗+電子仿真。
3、 通過溫度加強試驗的結果計算不出對應的低溫工作時間。
電子產品設計成型后,還必須對產品進行可靠性試驗,產品可靠性試驗是激發潛在失效模式,提出改進措施,確定項目或系統是否滿足預先制定的可靠性要求的必須步驟。