电子设备的可靠性研究

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电子设备的可靠性研究

作者：赵宗哲

来源：《电子技术与软件工程》2017年第15期

摘要：随着电子技术的发展，电子设备已与我们的生活密不可分。而电子设备的质量好坏在一定程度上也直接影响着我们的生活水平质量。电子设备的可靠性是电子产品的一个重要指标，可靠性的提升是电子设备更稳定运行的保障。本文对电子设备可靠性进行研究，以指导电子设备的可靠性设计。

【关键词】可靠性可靠度平均工作时间平均无故障时间

随着科技进步，对电子产品也提出了更高的要求，可靠性是衡量电子设备质量的一项重要指标。从元器件的角度出发，其可靠性水平决定了整机的可靠程度。而整机的可靠性程度高低又代表产品的质量优劣，同时也反映出设计师得水平。可靠性贯穿于设计、生产和管理之中，如何提高产品可靠性，使其发挥最佳性能，是一个电子产品的核心竞争力，也是用户的最佳使用体检。因此，电子设备的可靠性提升是一个极其重要且具备极大挑战的工作，对未来的经济发展和科技进步起到了至关重要的意义。

1 可靠性定义

GJB450中对可靠性的定义是：系统、机械设备或零部件，在规定的工作条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。

可靠度在军用标准中也有相关释义，即：在规定的条件和时间内，完成规定功能的概率，它是可靠性水平高低的～个重要指标。

2 可靠性指标

可靠性是一个非常重要的产品质量指标，它定性描述显然是不够充分的，必须要进行量化处理，这样才能精准地描述和比较。可靠性的量化描述有两个非常重要的指标是：平均工作时间（ MTTF）和平均无故障时间（MTBF）。

平均工作时间是指产品在最终失效，或无必要修复时的前面的工作时间或次数，其中包括由于有故障而修复后继续使用的时间或次数。

平均无故障时间是指产品从使用开始直到出现故障前得连续工作时间或次数，不包含排除故障后使用的时间或次数。

我所认知的电子设备可靠性工程

我所认知的电子设备可靠性工程 04091102班04091061 石坚摘要：说到到可靠性工程，由于这学期在学校开了个鸡排店，用到了油炸的机器，接触到了有关可靠性设计的部分。所以选了电子设备可靠性工程这门选修课，以便进一步了解机器的可靠性设计，尤其是和我们专业有关的电子设备的可靠性。可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。任何产品不论是机械、电子，还是机电一体化产品都有一定的可靠性，产品的可靠性与实验、设计和产品的维护有着极大的关系。通过自己的亲身经历，觉得可靠性是个很重要的参数，而随着社会的进步和科学技术的发展，人们对电子设备、电子器件的可靠性更是要求越来越高。本文就电子元器件的可靠性，包括电子元器件在不同条件下的不同特征，元件失效的规律，发生故障的概率等做了简单的论述。引言：可靠性的定义是系统或元器件在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。可靠性技术基于两个重要的理论基础：失效物理和概率统计，同时，它产生了两个重要的应用领域，即系统可靠性和元器件可靠性。在元器件可靠性领域又进一步可分为元器件固有可靠性和使用可靠性。前者主要研究元器件的设计和制造过程中的可靠性，后者侧重研究在电子系统研制过程中如何选好、买好、用好和管好元器件，防止、控制引入过应力而损坏可靠元器件和接收、使用可靠性不能满足要求得元器件。根据电子行业界分析，60%以上的生产故障是由于元器件失效引起的，70%以上的市场返修也是因为器件失效引起的。国内外地有关资料表明：在电子元器件的失效中，由于选择或使用不当等人为因素导致失效的比列高达失效数的50%以上。一．提高电子产品的可靠性意义重大提高产品的可靠性，可以防止故障和事故的发生，尤其是避免灾难性的事故发生，从而保证人民生命财产安全。1986年1月28日，美国航天飞机“挑战者”号由于1 个密封圈失效，起飞76s 后爆炸，其中7 名宇航员丧生，造成12 亿美元的经济损失；1992年，我国发射“澳星”时，由于一个小小零件的故障，使“澳星”发射失败，造成了巨大的经济损失和政治影响。

电子产品可靠性试验

电子产品可靠性试验第一章可靠性试验概述 1 电子产品可靠性试验的目的可靠性试验是对产品进行可靠性调查、分析和评价的一种手段。试验结果为故障分析、研究采取的纠正措施、判断产品是否达到指标要求提供依据。具体目的有： (1) 发现产品的设计、元器件、零部件、原材料和工艺等方面的各种缺陷； (2) 为改善产品的完好性、提高任务成功性、减少维修人力费用和保障费用提供信息； (3) 确认是否符合可靠性定量要求。为实现上述目的，根据情况可进行实验室试验或现场试验。实验室试验是通过一定方式的模拟试验，试验剖面要尽量符合使用的环境剖面，但不受场地的制约，可在产品研制、开发、生产、使用的各个阶段进行。具有环境应力的典型性、数据测量的准确性、记录的完整性等特点。通过试验可以不断地加深对产品可靠性的认识，并可为改进产品可靠性提供依据和验证。现场试验是产品在使用现场的试验，试验剖面真实但不受控，因而不具有典型性。因此，必须记录分析现场的环境条件、测量、故障、维修等因素的影响，即便如此，要从现场试验中获得及时的可靠性评价信息仍然困难，除非用若干台设备置于现场使用直至用坏，忠实记录故障信息后才有可能确切地评价其可靠性。当系统规模庞大、在实验室难以进行试验时，则样机及小批产品的现场可靠性试验有重要意义。 2 可靠性试验的分类 2.1 电子装备寿命期的失效分布目前我们认为电子装备寿命期的典型失效分布符合“浴盆曲线”，可以划分为三段：早期失效段、恒定（随机或偶然）失效段、耗损失效段。可参阅图1.2.1。早期失效段，也称早期故障阶段。早期失效出现在产品寿命的较早时期，产品装配完成即进入早期失效期，其特点是故障率较高，且随工作时间的增加迅速下降。早期故障主要是由于制造工艺缺陷和设计缺陷暴露产生，例如原材料缺陷引起绝缘不良，焊接缺陷引起虚焊，装配和调整不当引起参数漂移，元器件缺陷引起性能失效等。早期失效可通过加强原材料和元器件的检验、工艺检验、不同级别的环境应力筛选等严格的质量管理措施加以暴露和排除。恒定失效段，也称偶然失效段，其故障由装备内部元器件、零部件的随机性失效引起，其特点是故障率低，比较稳定，因此是装备主要工作时段。耗损失效段，其特点是故障率迅速上升，导致维修费用剧增，因而报废。其故障原因主要是结构件、元器件的磨损、疲劳、老化、损耗等引起。 2.2 试验类型及其分布曲线的变化针对电子装备寿命期失效分布的三个阶段，人们在设计制造和使用装备时便有针对地采取措施，以提高可靠性和降低寿命周期的费用。在设计制造阶段，要尽量减少设计缺陷和制造缺陷，即便如此仍然会存在早期失效和随机失效。为此，承制方需要运用工程试验的手段来暴露和消除早期失效，降低随机失效的固有水平。通过这些措施，可以改变产品的寿命分布曲线的形状，可参阅图1.2.2。在耗损阶段，用户可通过维修和局部更新的手段延长装备的使用寿命。图 1.2.2 示意了两组产品寿命失效率分布曲线，图中表明产品B 的可靠性水平比产品A 的优良，因为B 的恒定失效率比A 的低，B 的早期失效段比A 的短。如果曲线A 和B 是同一种产品的不同阶段的失效率分布，则表明该产品经过了可靠性增长试验，取得成效，因此曲线B 的恒定失效率大为失效率早期耗损失效偶然失效段失效时间图1.2.1 电子装备寿命期失效分布的浴盆曲线示意

电子产品可靠性测试规范

产品可靠性测试规范 1．目的本文制定产品可靠性测试的要求和方法,确保产品符合可靠性的质量要求。 2．范围本文件适用本公司所有产品。 3．内容 3.1 实验顺序除客户特殊要求外，试验样品进行试验时，一般按下表的顺序进行： 3.2实验条件 3.2.1 实验条件：

3.2.2 试验机台误差： a.温度误差：高温为+/-2℃，低温为+/-3℃. b.振动振幅误差：+/-15%. c.振动频率误差：+/-1Hz. 3.2.3 落地试验标准 3.2.3.1 落地试验应以箱体四角八边六面（任一面底部相连之四角、与此四角相连之八边，六面为前、后、左、右、上、下这六个面）按规定高度垂直落下的方式进行。重量高度 0~10kg以内75cm 10~20kg以内60 cm 20kg以上53 cm 3.2.3.2 注意事项： 5.2.3.2.1 箱内样品及包材在每个步骤后进行外观与功能性检验。 5.2.3.2.2 跌落表面为木板。 3.2.4 推、拉力试验方法和标准 3.2. 4.1、目的：为了评定正常生产加工下焊锡与焊盘或焊盘与基材的粘结质量。 3.2. 4.2、DIP类产品，需把元件用剪钳剪去只留下元件脚部分（要求留下部分可以自由通过元件孔），且须把该焊盘与所连接的导线分开，然后固定在制具上用拉力机以垂直于试样的力拉线脚（如下图），直到锡点或焊盘拉脱为止，然后即可在拉力计上读数。拉力方向焊锡焊盘

（图1） 3.2. 4.3、SMT类产品，片式元件用推力计以如下图所示方向推元件。推至元件或焊盘脱落后在推拉力计上读数。并把结果记录在报告上。三极管推力方向如下图所示，推至元件或焊盘脱落后在推拉力计上读数，并记录。 3.2. 4.4、压焊类产品，夹住排线（FFC或FPC）以如下图所示方向做拉力，拉至FFC或FPC 断或焊锡与焊盘脱离（锡点脱离）或焊盘与基材脱离（起铜皮），把结果记录在报告上。 3.2. 4.5、产品元器件抽样需含盖全面规格尺寸。产品各抗推、拉力标准为;

王玉玺-212015472-机械与结构系统的可靠性概述

《机械与结构系统的可靠性》课程总结授课教师：刘电霆教授学生姓名：王玉玺班级：机械工程15级学号：212015472 1 机械可靠性设计原理 1.1安全系数设计法与可靠性设计方法安全系数设计法主要指的是产品的设计主要满足产品使用要求和保证机械性能要求。机械结构在承受外在载荷后，计算得到的应力小于该结构材料的许用应力，然后计算塑性材料静强度及脆性材料静强度，最后计算疲劳强度时。可靠性设计：结构可靠性和机构可靠性机械可靠性设计：定性可靠性设计和定量可靠性设计 1.2应力强度干涉理论及可靠度计算可靠性设计理论的基本任务：在故障物理学研究的基础上，结合可靠性试验以及故障数据的统计分析，提出可供实际计算的物理数学模型及方法，如图一所示。图一可靠度的计算方法有：数值积分法（已知应力和强度的概率密度函数f(s)和f(S)时，进行数值积分，求出可靠度R(t)，基于Simpson法则并且利用计算机软件）；应力——强度干涉模型法；功能密度函数积分法；蒙特卡洛模拟法。 2 机械系统可靠性设计机械系统可靠性设计主要分为可靠性预测设计和可靠性分配两个方面。2.1可靠性预测设计系统可靠性预计是在方案设计阶段为了估计产品在给定的工作条件下的可靠性而进行的工作。根据系统、部件、零件的功能、工作环境及其有关资料，推

测给系统将具有的可靠度。是一个由局部到整体、由小到大、由下到上的过程，是一种综合的过程。实现步骤为： 1）对被预计的系统做出明确定义 2）确定分系统 3）找出影响系统可靠度的主要零件 4）确定各分系统中所用的零部件的失效率 5）计算分系统的失效率 6）定出用以修整各分系统失效率基本数值的修正系数。 7）计算系统失效率的基本数值 8）定出用以对系统失效率的基本数值进行修正的修正系数 9）计算系统的失效率 10）计算系统的可靠度 2.2可靠性分配可靠性分配指的是把系统的可靠性指标按一定的原则合理地分配给分系统和零部件的方法。分配基本原则为： 1）对于改进潜力大的分系统或部件，分配的指标可以高一些。 2）由于系统中关键件发生故障将会导致整个系统的功能受到严重影响，因此关键件的可靠性指标应分配得高一些。 3）在恶劣环境条件下工作的分系统或部件，可靠性指标要分配得低一些。 4）新研制的产品，采用新工艺、新材料的产品，可靠性指标也应分配的低一些。 5）易于维修的分系统或部件，可靠性指标可以分配的低一些。 6）复杂的分系统或部件，可靠性指标可以分配的低一些。 3 故障模式影响分析 3.1 故障模式影响及危害性分析 3.1.1故障模式影响及危害分析（FMECA）通过分析系统中各个零部件的所有可能的故障模式及故障原因以及对系统的影响，并判断这种影响的危害度有多大，从而找出系统中潜在的薄弱环节和关键的零部件、采取必要的措施，以避免不必要的损失和伤亡。 3.1.2故障模式影响分析（FMEA）只作故障模式影响分析，不作危害性分析。 3.2故障树分析故障树分析法的步骤： 1）建立故障树 2）建立故障树的数学模型 3）进行系统可靠性的定性分析 4）进行系统可靠性的定量分析故障树分析法的优点： 1）图文兼备，表达清晰，可读性好，便于交流 2）是工程技术人员故障分析思维流的图解，易于掌握

电子产品可靠性设计总结V1.1.0

电子产品可靠性设计总结V1.1.0 一、印制板㈠，数据指标 1，印制板最佳形状是矩形（长宽比为3:2或4:3），板面大于200*150mm时应考虑印制板所承受的机械强度。 2，位于边沿附近的元器件及走线，离印制板边沿至少2mm，以防止打耐压不过。 3，焊盘尺寸以金属引脚直径加上 0.2mm 作为焊盘的内孔直径。例如，电阻的金属引脚直径为 0.5mm，则焊盘孔直径为 0.7mm，而焊盘外径应该为焊盘孔径加1.2mm，最小应该为焊盘孔径加1.0mm。 4，常用的焊盘尺寸焊盘孔直径/mm 0.4 0.5 0.6 0.8 1.0 1.2 1.6 2.0 焊盘外径/mm 1.5 1.5 2.0 2.0 2.5 3.0 3.5 4 5，元器件之间的间距要合适，以防止焊接时互相遮挡，导致无法焊接。 6，走线和元器件与边界孔、固定孔之间的距离要足够的大，以防止无法添加平垫和螺丝，也可防止可耐压时不能通过。 7，PCB板的尺寸要与相关的壳子相匹配，固定孔之间的位置也要与要关的壳体固定位置相适合。 8，尽量用贴片元件，尺可能缩短元件的引脚长度。（地线干扰）㈡，设计方法 1，保证PCB板很好的接地。（信号辐射） 2，屏蔽板尽量靠近受保护物体，而且屏蔽板的接地必须良好。（电场屏蔽） 3，易受干扰的元器件不能离得太近。（元件布局）㈢，注意事项 1，以每个功能电路为核心，围绕这个核心电路进行布局，元件安排应该均匀、整齐、紧凑，原则是减少和缩短各个元件之间的引线和连接。 2，使用敷铜也可以达到抗干扰的目的，而且敷铜可以自动绕过焊盘并可连接地线。填充为网格状，以散热。 3，包地。对重要的信号线进行包地处理，可以显著提高该信号的抗干扰能力，当然还可以对干扰源进行包地处理，使其不能干扰其它信号。 4，严格确保元器件的焊盘大小足以插入元器件。各个元件间的距离不能太近导致元器件无法放下或无法焊接。 5，尽量少用过孔。 6，画完印制板图后，看看每个元器件的标号的方向正否统一。 7，元器件的标号不能画在其它元器件的焊盘内，也不能被其它原器件挡住。 8、接口应有文字说明其接口功能定义。 9、安装孔周围应不能走线，防止螺丝与信号线短接。二、 PCB走线㈠，数据指标

电子设备可靠性工程报告

电子设备可靠性工程报告班级：05091101班学号：05091010号姓名：杨永旺摘要：本学期选修了电子设备可靠性工程，对这项科学有了更深的了解，进一步了解了本学科在工业生产和科学研究上的重要性。从学习的专业上进一步应用到今后的工作中。电子科学与技术专业中，我们要有更多的可靠性分析，对于研究和生产中，需要对研究的成果进行进一步的分析，得出可行性结论，才能在更好地生产，才能验证产品真正的性能。集成电路当中存在很多不确定因素，需要我们进行可行性分析，进行可靠性验证。随着电子工业的飞速发展,电子设备和系统的可靠性问题越来越重要。我国在可靠性研究方面虽起步较晚,但从发达国家的经验中,也从自己的教训中充分认识到可靠性研究工作的重要性,近年来开展了大量的基础工作,已经为电子产品的设计人员提供了进行可靠性设计的条件。作为电子科学与技术专业的学生我们有必要进一步升入了解电子机械的可靠性技术。引言：可靠性的定义是系统或元器件在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。从集成电路的诞生开始，可靠性的研究测试就成为IC设计、制程研究开发和产品生产中的一个重要部分。Jack Kilby在1958年发明了集成电路，第一块商用单片集成电路在1961年诞生；1962年9月26日，第一届集成电路方面的专业国际会议在美国芝加哥召开。当时会议名称为“电子学失效物理年会”；1967年,会议名称改为“可靠性物理年会”；1974年又改为“国际可靠性物会议”(IRPS) 并延续至今。IRPS已经发展成集成电路行业的一个盛会，而可靠性也成为横跨学校研究所及半导体产业的重要研究领域。在世界各国中，美国的可靠性工程发展居领先地位，特别是它的军用标准对各国的影响极大。同时随着我国科学技术的发展，可靠性工程在我国的发展也逐步加快，在国际上占有一席之地。我国集成电路也在进一步发展，但是在这一过程中可靠性的问题也进一步凸显，下面我们经进一步针对我国的电子电路可靠性的发展与应用进一步进行论述，从而从中发现些问题，为以后的工作提供给一些帮助！提高产品的可靠性有以下几方面的重要意义。（1）提高产品的可靠性，可以防止故障和事故的发生，尤其是避免灾难性的事故发生，从而保证人民生命财产安全。1986年1月28日，美国航天飞机“挑战者”号由于1个密封圈失效，起飞76s后爆炸，其中7名宇航员丧生，造成12亿美元的经济损失；1992年，我国发射“澳星”时，由于一个小小零件的故障，

《机械系统可靠性与故障诊断》课程总结

《机械系统可靠性与故障诊断》课程总结机械设备的检测诊断技术在现代工业生产中的作用不可忽视，随着科学技术的发展，机械设备越来越复杂，自动化水平越来越高,机械设备在现代工业生产中的作用和影响越来越大，与其有关的费用越来越高,机器运行中发生的任何故障或失效不仅会造成重大的经济损失,甚至还可能导致人员伤亡。通过对设备工况进行检测，对故障发展趋势进行早期诊断,找出故障原因，采取措施避免设备的突然损坏，使之安全经济地运转，在现代工业生产中起着重要的作用。本学期通过对《机械系统可靠性与故障诊断》这门课程的学习，了解到机械系统的可靠性和故障诊断的重要性，并对这门课程有了进一步地了解。接下来，我就针对在课程中所学到的相关内容，谈谈自己的理解和看法。机械故障检测诊断的基本过程包含两方面内容：(1) 对设备运行状态进行检测；(2) 发现异常情况后对设备的故障进行分析、诊断。其发展也经历了从简易诊断到精密诊断，从一般诊断到智能诊断，从单机诊断到网络诊断的过程，发展速度愈来愈快。根据系统采用的特征描述和决策方法，故障检测诊断的方法概括起来分为：基于系统数学模型的故障诊断方法和基于非模型的故障诊断方法两大类。基于模型的故障检测诊断技术是通过构造观测器估计出系统输出，然后将它与输出的测量值比较，从中取得故障信息。该方法能与控制系统紧密结合，是监控、容错控制、系统修复和重构的前提；是以现代控制理论和现代优化方法为指导，以系统的数学模型为基础，利用观测器

(组) 、等价空间方程、滤波器、参数模型估计和辨识等方法产生残差，然后基于某种准则或阈值对该残差进行评价和决策。而基于非模型的故障诊断方法主要包括以下几个方面：(1) 基于可测信号处理的故障诊断方法系统的输出在幅值、相位、频率及相关性上与故障源存在着某种关系,利用这种关系可确定系统的故障。常用的方法有谱分析、相关分析、功率谱分析和概率密度法。 (2) 基于故障诊断专家系统的诊断方法专家系统是近年来故障诊断领域最显著的成就之一,内容包括诊断知识的表达、诊断推理方法、不确定性推理以及诊断知识的获取等。随着计算机科学和人工智能的发展,基于专家系统的故障诊断方法克服了基于模型的故障诊断方法对模型的过分依赖性,成为故障检测的有效方法。 (3) 故障模式识别的故障诊断方法这是一种静态故障诊断方法,它以模式识别技术为基础,其关键是故障模式特征量的选取和提取。该方法分为离线分析和在线分析 2 个阶段。通过离线分析来确定表达系统故障状态的特征向量集和以该特征向量集所描述的故障模式向量,由此形成故障的基准模式集,并确定区分识别这些故障模式向量的判别函数,然后通过在线诊断实时提取故障的特征向量,由判别函数对故障进行分离定位。 (4) 基于故障树的故障诊断方法故障树是表示系统或设备特定事件或不希望事件与它的各子系统或各部件故障事件之间的逻辑结构图,通过结构图对系统故障形成的原因做出总体至部分按树状逐渐地详细划分。这是一种图形演绎法,把系统故障与导致该故障的各

电子产品的可靠性试验

电子产品的可靠性试验评价分析电子产品可靠性而进行的试验称为可靠性试验。试验目的通常有如下几方面： 1. 在研制阶段用以暴露试制产品各方面的缺陷，评价产品可靠性达到预定指标的情况； 2. 生产阶段为监控生产过程提供信息； 3. 对定型产品进行可靠性鉴定或验收； 4. 暴露和分析产品在不同环境和应力条件下的失效规律及有关的失效模式和失效机理； 5. 为改进产品可靠性，制定和改进可靠性试验方案，为用户选用产品提供依据。对于不同的产品，为了达到不同的目的，可以选择不同的可靠性试验方法。可靠性试验有多种分类方法. 1. 如以环境条件来划分,可分为包括各种应力条件下的模拟试验和现场试验； 2. 以试验项目划分，可分为环境试验、寿命试验、加速试验和各种特殊试验； 3. 若按试验目的来划分，则可分为筛选试验、鉴定试验和验收试验； 4. 若按试验性质来划分，也可分为破坏性试验和非破坏性试验两大类。 5. 但通常惯用的分类法，是把它归纳为五大类: A. 环境试验 B. 寿命试验 C. 筛选试验 D. 现场使用试验 E.鉴定试验 1. 环境试验是考核产品在各种环境（振动、冲击、离心、温度、热冲击、潮热、盐雾、低气压等）条件下的适应能力，是评价产品可靠性的重要试验方法之一。 2. 寿命试验是研究产品寿命特征的方法，这种方法可在实验室模拟各种使用条件来进行。寿命试验是可靠性试验中最重要最基本的项目之一，它是将产品放在特定的试验条件下考察其失效（损坏）随时间变化规律。通过寿命试验，可以了解产品的寿命特征、失效规律、失效率、平均寿命以及在寿命试验过程中可能出现的各种失效模式。如结合失效分析，可进一步弄清导致产品失效的主要失效机理，作为可靠性设计、可靠性预测、改进新产品质量和确定合理的筛选、例行（批量保证）试验条件等的依据。如果为了缩短试验时间可在不改变失效机理的条件下用加大应力的方法进行试验，这就是加速寿命试验。通过寿命试验可以对产品的可靠性水平进行评价，并通过质量反馈来提高新产品可靠性水平。 3. 筛选试验是一种对产品进行全数检验的非破坏性试验。其目的是为选择具有一定特性的产品或剔早期失效的产品，以提高产品的使用可靠性。产品在制造过程中，由于材料的缺陷，或由于工艺失控，使部分产品出现所谓早期缺陷或故障，这些缺陷或故障若能及早剔除，就可以保证在实际使用时产品的可靠性水平。可靠性筛选试验的特点是： A. 这种试验不是抽样的，而是100%试验； B. 该试验可以提高合格品的总的可靠性水平，但不能提高产品的固有可靠性，即不能提高每个产品的寿命； C. 不能简单地以筛选淘汰率的高低来评价筛选效果。淘汰率高，有可能是产品本身的设计、元件、工艺等方面存在严重缺陷，但也有可能是筛选应力强度太高。淘汰率低，有可能产品缺陷少，但也可能是筛选应力的强度和试验时间不足造成的。通常以筛选淘汰率Q和筛选效果β值来评价筛选方法的优劣：合理的筛选方法应该是β 值较大，而Q值适中。上述各种试验都是通过模拟现场条件来进行的。模拟试验由于受设备条件的限制，往往只能对产品施加单一应力，有时也可以施加双应力，这与实际使用环境条件有很大差异，因而未能如实地、全面地暴露产品的质量情况。现场使用试验则不同，因为它是在使用现场进行，故最能真实地反映产品的可靠性问题，所获得的数据对于产品的可靠性预测、设计和保证有很高价值。对制定可靠性试验计划、验证可靠性试验方法和评价试验精确性，现场使用试验的作用则更大。鉴定试验是对产品的可靠性水平进行评价时而做的试验。它是根据抽样理论制定出来的抽样方案。在保证生产者不致使质量符合标准的产品被拒收的条件下进行鉴定试验。 1 ．可靠性设计的意义 ①可靠性贯穿于电子产品的整个寿命周期，从产品的设计、制造到安装、使用、维护的个阶段都有一个可靠性问题。但首先要抓好可靠性设计。产品可靠性的定量指标应该在设计过程就得到落实，为产品的固有可靠性奠定良好的基础。反之，一个忽视可靠性设计的产品，必然是“先天不足，后患无穷”，在使用过程中大部会暴露出一系列不可靠问题。据统计，由于设计不当而影响产品可靠性的程度占各种不可靠因素的首位。所以，我们必须扭转只搞性能指标设计，忽视可靠性设的倾向，在产品研制、设计阶段，认真开展可靠性设计，为产品固有可靠性奠定基础。②随着科学技术的进步和经济技术发展的需要，电子产品日益向多功能、小型化、高可靠方向发展。功能的复杂化，使设备应用的元器件、零部件越来越多，对可靠性要求也越来越高。每一个元器件的失效，都可能使设备或电子系统发生故障。

电子产品可靠性设计

科技论坛Ke Ji Lun Tan 商品与质量SHANGPINYUZHILIANG 109 1 电子产品可靠性设计概述 1.1电子产品的可靠性设计定义电子产品的可靠性指标是衡量产品可靠性水平的定量和定性数值，通常情况下，衡量电子产品的可靠性，主要依靠可靠度、失效率、平均寿命及寿命概率密度等评价指标来衡量电子产品的可靠性_电子产品的可靠性设计时要明确设计产品的功能和性能要求，必须要了解产品在整个寿命周期内面临的环境条件，通过依据产品可靠性的定量和定性指标，验证产品稳定性，从而提升电子产品质量。 1.2电子产品可靠性设计技术电子产品的可靠性设计技术主要通过采用预计、分配、技术设计和评定等类型的设计策略，实现电子产品可靠性验证、试验，确保电子产品可靠性电子产品设计阶段，必须要尽量选择成熟化、插件化和简单化的设计结构，选用典型电路，要衡量电子产品的可靠性、经济性和产品实际性能，通过多个方面的设计提升产品整体品质一般情况下，电子产品的可靠性设计技术包括冗余化设计、元器件的降额设计和热设计等技术。 2 可靠性设计管理目标在论述可靠性设计管理之前，需要明确可靠性设计管理的目标是什么。根据笔者的设计经验，电子产品设计有三条研发平行线，也可以说三个研发层次：功能与性能设计、可制造性设计、可靠性设计功能和性能设计是指通过软件和硬件手段设计出“达到”用户要求的产品，功能和性能设计的基础是用户需求。可制造性设计是指为了满足用户批量使用要求而进行的物料、供应商、工艺（设计、生产）、工装测试等方面的设计工作，是使设计的产品从制造角度“持续达到”用户要求。可靠性设计是指通过各种手段和管理，使产品全生命周期的功能和性能“超越”用户要求。这三个层次是一个渐进层次，其顶点就是可靠性设计层次，同时这三个层次在具体实施的时候是平行的，要真正设计出超越用户要求的产品，在进行功能、性能设计的同时需要进行可制造性设计和可靠性设计。 3 电子产品可靠性设计 3.1降额设计电子产品降额设计是指降低电子产品元器件工作环境，使电子众品元器件处于低于额定标准的应力环境下保持工作状态在开展降额设计时，为了延长电子产品使用寿命，必须要首先提升电子产品元器件l内使用可靠性通过降低施加在电子产品元器件上的机械应力、热应力、电应力等工作应力，确保电子产品电路能够为设备正常工作提供支持，同时要能够确保具有可靠的接地由于电子产品元器件存在最佳的降额范围，只要处于这个范围内，电子产品元器件的工作应力变化对电子产品失效率存在较为显著的影响开展电子产品可靠性设计时，要考虑到降额的量值及降额条件，确保降额时设备可靠性增加，降低设计难度。 3.2热设计现代电子产品的电子元器件密度不断提升，元器件之间通过传导、辐射和对流产生大量的热耦合，所以热应力是影响电子元件失效的一个重要因素。为了达到预期的可靠性，必须就爱那个元件的温度降低到最低水平。电子产品热设计包括散热、加装散热器、制冷三种技术方法，应用中通常采用的散热技术有对流散热方式、传导散热方式和利用热辐射特性方式三种。在电子产品热设计中通常采用加装散热器的方式，其目的就是降低半导体的温度，将温度保持在半导体最大结温之下。 3.3电磁兼容性设计电磁兼容性问题分为两类：一是设备没有受到直接干扰，但是产品不能通过国家电磁兼容标准；二是电子电路、系统等在工作的时候，产生相互干扰或受到外部干扰，从而达不到预期标准。在电子产品设计中通常采用印制电路板设计、电源线滤波、屏蔽机箱、信号线滤波、电缆设计、接地等技术来使设备达到电磁兼容状态。CMOS具有较高的噪声容限，可以优先使用，在对有源器件电磁特性和敏感特性进行筛选和电子电路改进后，要对易受骚扰的电路和骚扰源电路进行分类集中，从而减小相互影响并便于采取防护措施。 3.4抗辐射加固设计在一些环境中，辐射脉冲是非常强的，常常会使微电子元器件金属连线熔断或烧毁，导致工作失常或永久性损坏。抗辐射加固设计通常针对的是微电子元件的应用场合、辐射环境的辐射因素和强度等，主要从元件的制作材料、器件结构、电路设计、工艺等多方面进行加固考虑。在材料方面，要根据不同的需求选取锗材料、硅材料、铁电材料及金刚石材料等不同的材料。在电路设计方面，采用提高设计余量法，可以提高双极电路1~2个抗辐射等级。在工艺加固方面，采用微电子电子器件工艺中的隔离技术，根据电路的功能、性能、封装等不同的要求，可以选择多晶硅一单晶硅介质隔离、凹槽介质隔离、深槽介质隔离等技术。 4 结束语随着我国经济的快速发展，人们生活舒适度逐渐提高，电子产品逐渐成为人们日常生活中的重要产品、电子产品种类逐渐增多，功能更加实用化，普通大众已经对电子产品具有一定的依赖性，电子产品使用率逐渐提升。参考文献： [1]李振.电子产品的可靠性设计与仿真试验[J].舰船电子工程，2014，06：46-51. [2]刘柳，周林，邵将.基于数字化样机的电子产品可靠性设计分析方法[J].电光与控制，2014，09：99-103. [3]骆明珠，康锐，刘法旺.电子产品可靠性预计方法综述[J].电子科学技术，2014，02：246-256. 电子产品可靠性设计董秋翌云南省医疗器械检验研究院云南昆明 650034 【摘要】随着电子产品越来越广泛的应用到社会各个领域，其使用条件变得越来越严酷，所以对电子产品的产品质量和可靠性要求越来越高。设计精品化产品、生产精品化产品、提供精品化系统自始至终是智能院追求的目标，在精品化战略目标下，我们始终将缔造世界最高品质产品作为我们的目标。可靠性设计作为实现这个目标的必经阶段，首先从设计管理入手，使可靠性设计理念深入到产品的全生命周期，目前我们虽然形成了一定的可靠性设计的思路，但是尚缺乏系统性和完整性，下一步我们将在可靠性设计上逐步形成一整套可行的方法论，并通过可靠性设计管理加以固化和约束。本文以基本可靠性技术为指导，从电子产品的设计和环境出发，对电子产品可靠性设计等几个方面进行了分析和设计，从而达到消除潜在故障、提高电子产品质量和可靠性、增强其社会效益和经济效益的目的。【关键词】电子产品；可靠性设计；设计方法【中图分类号】TN02 【文献标识码】A 制造，提高产品的安全性能和质量。 2 机械制造自动化技术发展趋势 2.1机械自动化的现代化发展自动化技术的逐步深入，给正在进步的机械制造业带来了无限的发展空间，多功能多样化的新技术有效地提高了机械生产的水平，加快了机械生产发展的进程。我国的制造业现如今已经逐渐进入信息自动化、物资输送自动化、生产自动化、设备装配自动化以及检测自动化时代，使得机械自动化进入了一个全新的发展的自动化时代。但是，机械自动化的现代化的发展是一个漫长的过程，绝对不可以一蹴而就，这是一个由低级到高级、由简单不完善到复杂完善的进步过程。为了实现机械自动化的发展，必须认清国情才能够实现全面的自动化，全面使生产效率大幅度提高，中国的机械自动化的发展与世界的发展相比来说还是具有一定的差异，我国目前作为一个发展中的国家，结合我国的国情，使我国的机械自动化的现代化得到有效发展。 2.2智能化方向随着科技的发展，机械行业也逐渐在进行着现代化改造。数控设备的运用，使机械制造自动化技术与智能化技术实现了很好的融合。智能化所要求的是实现操作人员与设备之间的有效结合，即人机一体，自动化系统模拟人脑来进行操作和控制，从而将之前需要人工进行的如整理和查找数据资料等工作交由机器完成，不但提高了准确率和效率，还能减少用工成本，大大减轻技术人员的工作强度，促进资源的优化配置，为企业带来巨大效益。机械制造自动化技术以智能化为发展趋势，有利于促进企业资源的合理配置，提高企业效益，降低生产成本，促进企业的良好快速发展。 2.3多媒体的综合运用多媒体与机械制造自动化的结合也将会成为其未来发展的重要趋势。当前情况下，多媒体的应用已经越来越广泛，甚至成为很多企业发展的重要技术手段，将多媒体应用到机械制造自动化中，能够让人们更加形象、直观地看到机械操作的全过程，对于产品质量的控制能够起到很大的帮助作用。多媒体与机械制造的结合是将通信技术、计算机技术以及声像技术有机结合在一起，通过显示屏幕将技术操作的过程进行展示，并配以相应的声音、图像的内容信息，让整个产品制造过程更加具有可控性。多媒体与机械制造自动化的结合能够极大的节省人力成本的支出，给企业的发展创造更加低的成本条件，实现企业的效率最大化，这不仅是各个企业所希望看到的，同样也是各个企业所必然需要的，将会受到企业极大的欢迎。 2.4与网络化融合基于网络化普及的背景下，要求当代机械制造行业在可持续发展过程中为了增强自身竞争实力，应注重在机电设备一体化操控过程中，实现机械制造自动化技术与网络技术间的相互融合，由此来营造良好的机械设备监视环境，并以远程操控形式对机械制造整个流程进行管理，且及时发现机械产品生产过程中凸显出的相应问题，对其进行实时解决。同时，网络信息化监控系统的引进，有助于传统机械产品生产过程中突显出的人工作业量大且存在人工误差的问题，并实现对机械制造生产线情况的严格把控，达到最佳的生产状态。此外，基于机械制造自动化技术与网络化相互融合的背景下，在机械制造流程操控过程中亦应注重将网络、声像、通讯技术融于一体，继而便于相关工作人员在对机械产品生产流程进行操控过程中可通过网络平台编辑图像信息，并以信息处理形式实时掌控机械产品生产过程中设备运行参数变化状况，最终由此达到高效率产品生产效果。综上所述，机械制造业是经济发展的基础，因此，我们不仅要向国外先进技术学习，还要自主创新，抓住科技发展机遇，研究和分析未来发展趋势，采取相关措施，提高我国机械制造自动化技术水平，推动机械制造业的发展，提升我国的国际竞争力和影响力。参考文献： [1]郭雄.机械制造自动化技术特点及发展前景展望[J].山东工业技术，2015，15（05）：52. [2]赵刚.探析机械制造自动化技术特点与发展趋势[J].装备制造技术，2014（02）. [3]滕皓.机械制造自动化技术发展现状及未来发展方向探析[J].湖南农机，2014，12（08）：54-55.

电子产品可靠性的主要指标

5．1．2 可靠性的主要指标 5．1．1节提到可以用产品平均正常工作时间的长短来表示产品可靠性的大小，除此之外，还有其他一些方法来表示产品的可靠性的大小。表达可靠性的主要数量指标通常有可靠度、故陈率、平均寿命、失效率和平均修复时间。 1．可冕废[正常工作的概率3 产品的可靠度是指产品在规定的条件和规定的时间内，完成规定功能的概率，用只(‘)表示。图5—1是在时间轴上表示各个时刻点上产品的工作情况。希迪电子受试验的产品的起始数为N，即在T＝o时刻，有N个产品能正常工作，在o到‘时间内发生故障的产品数为M，到了＝：时刻还朗正常工作的产品数为N—n，这个数与受试验产品起始数N之比，即为‘时刻产品工作的概率，也就是产品在‘时刻的可靠度只(c)，用公式表示即为由于R(t)是一个概率,所以在试验开始时，R(t)＝1，产品全部完好。随着试验期的延长，R(t)＜1。即出现了失效产品。试验一直延续下去，直到产品全部达到了寿命终止期，因此，R(t)越接近于1，表示可靠度越大，该产品的可靠性也越大。式中N要足够大。否则会得出不正确的结论，的含义是产品超过了规定的时间，即超过了使用寿命。 2．故潭串故障率用F(t)表示，表示产品在t时刻发生故障的概率，显然F(t)与R(t)是对立事件，g此二者的关系应为 3．平均寿命

产品的平均寿命指一批产品的寿命的平均值，用表示。这里有两种情况，一种是不可修复的产品，即发生故障后不能修理或一次性使用的产品，如海底电缆、人造卫星上的产品‘另一种是可修复的产品，即发生故障后经修理，仍能继续使用，如电视机、手机等电子产品，它们都是居于这一种。这两种产品的平均寿命的含义不一样。 (1)对不可修复的产品。如图5—3所示为一批不可修复的产品的工作寿命示意图。设一批不可修复的产品总数为N，钽电容其中第i个产品工作到‘‘时刻发生故障，这个产品的寿命为Ti，这一批产品各自的寿命分别为t1,t2，…Ti，…，Tn，这一批产品的平均寿命为，根据平均寿命的定义可知显然它是指发生故障前正常工作时间的平均值，记作MTTF(Mean Time To Failure)。显然，式[5—7)表示的是一批可修复的产品两次相邻故障问的平均正常工作时间，称为可修复产品的平均寿命，记作MTBF(Mean Time Btween Failure)。 4．失效率

电子设备可靠性预测方法分析

电子设备可靠性预测方法分析摘要在科技高速发展的今天，电子设备使用越来越广泛，电子设备的可靠性作为电子设备质量的标准，往往决定了电子设备的使用周期。只有通过可靠性预测，达到出厂标准，才能有效保证电子设备的可靠性。本文通过对电子设备的可靠性概述，介绍了三种电子设备可靠性预测的方法，并就其预测方法展开探讨。关键词电子设备；可靠性；预测在现代信息时代下，电子设备占比愈来愈大，人们对于电子设备可靠性的要求也愈来愈高。自然，电子设备的可靠性成为电子设备质量的量化标准之一，只有通过可靠性预测，达到可靠度指标要求的电子设备，才能满足使用需求，否则会对用户的正常使用造成严重影响。如何才能提高电子设备的可靠性也就成为目前研究的一个重点方向。 1 电子设备可靠性概述电子设备的可靠性是指设备能够在特定条件下，在一定时间内无故障地执行指定功能的能力。可靠性越高，意味着电子设备的质量就越好。一般来说，电子设备可靠性的评价指标主要包括可靠度、失效率等。而从电子设备可靠性预测的角度来说，其可靠性主要是由电子元器件可靠性和设计可靠性两大部分组成。电子元器件作为电子设备的基础核心部件，其可靠性在很大程度上影响了电子产品的整体可靠性；而电子元器件依照一定的连接组合及结构组合成一个整体，其连接组合及结构的设计合理与否直接决定了电子设备的可靠性高低。因此，可靠性预测方法主要就是围绕电子产品的元器件及设计可靠性进行检测，其中尤以元器件可靠度、失效率为主。 2 电子设备可靠性预测方法 2.1 电子设备元器件计数预测法顾名思义，该种预测方法的核心在于对元器件的可靠性进行预测。一般来说，元器件技术预测法是以元器件的串联模型为基础，对电子产品中用到的所有元器件进行失效率分析，充分考虑不同数量、不同种类元器件的失效率之和。在运用该预测方法时，需要明确所有元器件的通用失效率和通用质量系数，再利用公式计算进行求解[1]。元器件计数法失效率的计算公式为。在这个公式中，代表电子设备的失效率，N代表电子元器件数量，代表通用失效率，代表通用质量系数。那么在应用这种方法预测电子设备可靠性时，首先要确定元器件是否为串联模型，其次需要充分明确各个参数，最终代入相应的数值进行计算即可得到设备的失效率。其中，通用失效率可以根据质量等级来查询《电子设备可靠性预计手册》得到，例如质量等级为的电阻器通用失效率为0.00068，质量等级为的二极管通用失效率为0.0068。

电子产品的可靠性验证的主要项目及检测仪器

电子产品的可靠性测试一、电子产品的概念电子产品，是指采用电子信息技术制造的相关产品及其配件，有两个显著特征：一是需要电源才能工作；二是工作载体均是数字信息或者模拟信息的流转。二、电子产品的分类 1）电子元件：指在生产加工时不改变分子成分的成品。如电阻器、电容器、电感器。因为它本身不产生电子，它对电压、电流无控制和变换作用，所以又称无源器件。按分类标准，电子元件可分为11个大类。 2）电子器件：指在生产加工时改变了分子结构的成品。例如晶体管、电子管、集成电路。因为它本身能产生电子，对电压、电流有控制、变换作用（放大、开关、整流、检波、振荡和调制等），所以又称有源器件。按分类标准，电子器件可分为12个大类，可归纳为真空电子器件和半导体器件两大块。 3）电子仪器：是指检测、分析、测试电子产品性能、质量、安全的装置。大体可以概括为电子测量仪器、电子分析仪器和应用仪器三大块，有光学电子仪器、电子元件测量仪器、动态分析仪器等24种细分类。 4）电子工业专用设备：是指在电子工业生产中，为某种电子产品的某一工艺过程而专门设计制造的设备，它是根据电子产品分类来进行分类的，如集成电路专用设备、电子元件专用设备。共有十余类。三、可靠性试验的定义为评价分析电子产品的可靠性而进行的试验，广义说，包括各种环境条件下的模拟试验和现场试验。按试验项目可分为环境试验、寿命试验和特殊试验；按试验目的可分为筛选试验、鉴定试验和验收试验；按试验性质可分为破坏性试验和非破坏性试验。通过可靠性试验，可以确定电子产品在各种环境条件下工作或存储时的可靠性特征量，为使用、生产和设计提供有用的数据；也可以暴露产品在设计、原材料和工艺流程等方面存在的问题。通过失效分析、质量控制等一系列反馈措施，可使产品存在的问题逐步解决，提高产品可靠性。四、可靠性验证的主要项目及检测仪器 1）气候环境试验

电子产品可靠性测试检验标准

可靠性测试标准文件版本：V1.0 拟定：审核：批准：日期：

可靠性测试检验标准一机械测试标准试验目的：检验产品经受规定严酷等级的随机振动测试试验设备：振动仪试验样品：6SETS 试验内容：被测样品不包装，处于通电状态，牢固固定在测试台，试验参数：频率范围5-20Hz，功率频谱度0.96M2/S3；频率范围20-500Hz，功率频谱度0.96M2/S3（20Hz处），其它-3dB/℃T .轴向：三个轴向，持续时间，每方向1小时，共3小时，持续时间结束，取出样机进行测试后检查。判定标准：通过基本功能测试；外观/结构正常，未见零件松动、裂开异常。 D包装振动测试标准试验目的：模拟运输过程中振动对产品造成的影响试验设备：振动测试仪试验样品：2 carton 试验内容：振动宽度（Vibration width）:2mm/2.8g;扫周率（Sweep Frequency）:10 to 30Hz;方向（Direction）:六个面（x.y.z axis）;测试时间：30分/每个面（30 Minutes per axis），测试完成后检验产品的外观结构及各项功能。判定标准：通过基本测试，外观/结构正常，未见零件松动异常。 E自由跌落测试标准试验目的：检验产品在搬运期间由于粗造装卸遭到跌落的适应性试验设备：跌落实验机试验样品：6SETS 试验内容：被测产品不包装，不带附件，处于导通状态。从1M的高度（如果LCM面积超过产品表面积的60%，跌落

高度为50CM），初速度为0并自由跌落于光滑混凝土地面上，每面跌落3次，6面共计18次，试验结束，取出样品进行试验后检查。判定标准：测试后手机基本功能、性能正常，外观、结构正常。马达振动无异常。 F裸机跌落测试标准试验目的：检验产品在使用生产轻微撞击的性应性试验设备：水泥地面试验样品：6SETS 试验内容：产品跌落在水泥地面，跌落高度：85CM。跌落方式：产品的六个面每面跌落1次为一个循环；总共6个循环，方向（Direction）:六个面（x.y.z axis）跌落顺序：左侧面—右侧面---上侧面---下侧面---前侧面----后侧面，每个循环跌落测试后检验产品的外观结构及各项基本功能。全部循环后进行电气性能测试。判定标准：不允许产品表面有任何程度爆裂，壳离及变形，壳内无杂物，马达振动无异常。二．存储温度测试标准 A高温贮存试验试验目的：检验产品在高温环境条件下贮存的适用性试验设备：恒温恒湿试验箱试验样品：6SETS 试验内容：被测产品不包装、不通电，以正常位置放入试验箱内，使试验箱温度达到60±2℃，温度稳定后持续16小时，持续期满，立即进行试验后检测。判定标准：通过基本功能测试；外观和结构正常。 B低温贮存试验试验目的：检验产品在低温环境条件下贮存的适用性试验设备：恒温恒湿试验箱试验样品：6SETS 试验内容：被测产品不包装、不通电，以正常位置放入试验箱内，使试验箱温度达到-20±2℃，温度稳定后持续16小时，持续期满，在正常大气条件下放置2H，放置期满，被测样机进行试验后的检查。三．高低温测试标准 A低温工作试验试验目的：检验产品在低温环境条件下使用的适用性试验设备：恒温恒湿试验箱试验样品：6SETS 试验内容：被测产品不包装、处于导通状态，以正常位置放入试验箱内，使温度达到-20±3℃,温度稳定后，持续8小时，持续期满，进行产品测试后的检查。判定标准：通过基本功能测试；外观和结构正常。 B高温工作试验试验目的：检验产品在高温环境条件下使用的适用性试验设备：恒温恒湿试验箱试验样品：6SETS 试验内容：被测产品不包装、处于导通状态，以正常位置放入试验箱内，使温度达到+55±2℃,温度稳定后，持续8小