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电子产品常见可靠性试验有哪些?

作者:不详 ; 发布时间:2019-7-10 9:12:06 ; 来源:互联网  点击:

电子产品设计可靠性从广泛的意义上讲就是产品可靠性工程,是指为了达到可靠性要求所进行的一系列技术与管理活动,它贯穿了产品的论证、方案、工程研制、生产和使用等寿命周期过程。可靠性设计,可以避免不期望的缺陷及资源的配备,可以预计和预防性维修,为减少故障时间,降低总体时间成本和提高质量,减少与产品缺陷责任相关伤害,甚至生命和重大财产损失。可靠性设计工程管理分为六大步骤,如图1,其中最关键的环节是可靠性设计。设计和开发中的可靠性技术。

一般来说为了评价分析电子产品可靠性而进行的试验称为可靠性试验,是为预测从产品出厂到其使用寿命结束期间的质量情况,选定与市场环境相似度较高的环境应力后,设定环境应力程度与施加的时间,主要目的是尽可能在短时间内,正确评估产品可靠性

在设计、开发制造和服务过程中,可靠性工程方面的努力应该注重所有“可预计”和“可能未预计”的失效原因。以确保防止发生失效或使发生失效的概率最小。

3、失效模式和影响分析

失效模式和影响分析是指对系统进行分析,以识别潜在失效模式、失效原因及对系统性能(包括组件、系统或者过程的性能)影响的系统化程序。此项分析应尽可能在开发周期的早期阶段成功进行,以获得消除或减少失效模式的最佳效费比。

失效模式和影响分析可描述为一组系统化的活动。目的是发现和评价产品过程中潜在的失效及后果;找到能够避免或减少这些潜在失效发生的措施。它是对设计过程的更加完善化,以明确必须做什么样的设计和过程才能满足顾客的需要。

4、容差和最差案例分析

使用各种数学计算分析技术(如总和平方根、极值分析和统计公差)以使影响可靠性的变差特性化。主要分析产品的组成部分在规定的使用范围内,其参数偏差和寄生参数对性能容差的影响,并根据分析结果提出相应的改进措施。

电路容差分析工作应用在产品详细设计阶段,已经具备了电路的详细设计资料后完成。电路性能参数发生变化的主要表现有性能不稳定,参数发生漂移,退化等,造成这种现象的原因有组成电路零部件参数存在公差,环境条件的变化产生参数漂移,退化效应。设计过程中要分析电路上下限工作条件,

5、最坏情况分析法

最坏情况分析法是分析电路组成部分参数最坏组合情况下的电路性能参数偏差的一种非概率统计方法。它利用已知零部件参数的变化极限来预计系统性能参数变化是否超过了允许范围。最坏情况分析法可以预测某个系统是否发生漂移故障,并提供改进方向,该方法简便,直观。但分析的结果偏于保守。

电子产品可靠性设计内容

在产品设计过程中,为消除产品的潜在缺陷和薄弱环节,防止故障发生,以确保满足规定的固有可靠性要求所采取的技术活动。可靠性设计可靠性工程的重要组成部分,是实现产品固有可靠性要求的最关键的环节,是在可靠性分析的基础上通过制定和贯彻可靠性设计准则来实现的 。

在产品研制过程中,常用的可靠性设计原则和方法有:元器件选择和控制、热设计、简化设计、降额设计、冗余和容错设计、环境防护设计、健壮设计和人为因素设计等。除了元器件选择和控制、热设计主要用于电子产品的可靠性设计外,其余的设计原则及方法均适用于电子产品和机械产品的可靠性设计

电子产品可靠性设计中的几大误区

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,谁决策了拿这个型号出口哥伦比亚,他才是罪魁祸首。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”。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

《一条影响着产品可靠性和社会和谐的曲线》介绍很能说明此图的内容。

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。

1. 同功能、但不同工艺的器件降额系数不同。

2. 可调器件和定值器件降额系数不同。

3. 负载不同,降额系数不同。

4. 同规格导线在多匝和单匝应用时降额系数不同。

5. 部分参数不可降额。

6. 结温降额不可遗漏。

误区4、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,另外,器件环境温度≠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。

误区5、电子可靠性跟机械、软件专业无关

安装、布线、布局、喷涂的处理都会影响电气性能;电磁兼容、虚焊、散热、振动噪声、腐蚀、接地都和结构有关;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。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。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。

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。

电子产品设计成型后,还必须对产品进行可靠性试验,产品可靠性试验是激发潜在失效模式,提出改进措施,确定项目或系统是否满足预先制定的可靠性要求的必须步骤。

 
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