高可靠性設(shè)計電路，需要進(jìn)行復(fù)雜的高可靠性測試

可靠性只指產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間區(qū)間內(nèi)完成功能的能力。這是國家標(biāo)準(zhǔn)中給出的定義。標(biāo)準(zhǔn)的作用是用來衡量一個產(chǎn)品的好壞。那么怎么如何評價一個產(chǎn)品可靠性的好壞呢?這就需要對這個定義進(jìn)行度量。

一般來說“ 規(guī)定條件下”是恒定不變且長期保持的，是不具備度量條件的。首先一個產(chǎn)品的“ 功能”基本完整才可能被視為可用的產(chǎn)品，也不具備度量條件。因此可度量的就只剩下“ 時間”和“ 能力“。而能力是個很寬泛的概念，比較通行的度量的能力的辦法就是”概率“。因此這個定義可以近似等效為： “在固定條件下和規(guī)定時間區(qū)間內(nèi)保持功能完好的概率”或者” 在固定條件下所有產(chǎn)品平均保持功能完好所持續(xù)的時間(失效概率為50%)“。

這就引出了衡量可靠性的兩個參數(shù)： 失效概率“和” 平均無故障時間“。且這兩個參數(shù)是互為相反數(shù)。值得注意的是，如果“ 規(guī)定條件”發(fā)生變化，是允許可靠性下降的，但下降的趨勢也是可靠性設(shè)計的需要關(guān)注指標(biāo)。

在進(jìn)行高溫/高可靠性設(shè)計時，必須閱讀和理解的不僅僅是數(shù)據(jù)表。不能只看片材就認(rèn)為該部件適用于例如 125°C 的應(yīng)用。許多軍用規(guī)格零件在環(huán)境條件下的大部分測試中僅能通過 1,000 小時的測試。如果設(shè)備必須持續(xù)使用 5,000 小時、10,000 小時甚至更長時間，這可能會帶來很多驚喜。

如果一個人不仔細(xì)研究每個部件的測試和鑒定數(shù)據(jù)——而不僅僅是基本參數(shù)，這可能會留下一大堆死零件。

在用于供暖、通風(fēng)和空調(diào)的設(shè)備中，屋頂單元中的組件通常每天會產(chǎn)生一個大的熱循環(huán)，以及許多較小的循環(huán)或溫度波動。設(shè)計工程師必須管理他們自己對產(chǎn)品中使用的每個組件的溫度測試。

通常，此類測試必須經(jīng)過數(shù)千次熱循環(huán)，以了解老化如何分解用于制造零件的化合物。這些測試旨在模擬所需的 200,000 小時或更長時間的熱循環(huán)條件。請注意，類似的測試將針對類似的工業(yè)應(yīng)用進(jìn)行，例如商業(yè)烤箱和石油生產(chǎn)(鉆井)。

IC 模塑料可能會分解。分立元件上的清漆和保形涂層會變干并開裂。枝晶(金屬晶須)可以在器件中形成?？赡馨l(fā)生金屬遷移。隨著時間的推移，金屬(或半導(dǎo)體材料)在高溫和存在足夠的電動勢(電壓)或電流的情況下被推出其原始位置。

電感器和電機漆包線會因搪瓷或聚合物涂層的破裂而劣化。電纜或單根電線上的橡膠或塑料絕緣護(hù)套軟化、開裂或變干。在同軸電纜中，電介質(zhì)(中心導(dǎo)體和屏蔽層之間的絕緣)以類似的方式劣化。但是對于同軸電纜，這會導(dǎo)致另一個問題：特性阻抗會發(fā)生變化。這可能會導(dǎo)致額外的信號衰減和駐波比下降以及伴隨的信號反射。

橡膠、塑料、軟木和其他墊片材料會變干、破裂，并讓水或其他污染物進(jìn)入。霉菌和真菌會侵蝕組件和涂層。濕氣會滲透涂層并導(dǎo)致元件和焊點腐蝕。如果它可能出錯，它通常會出錯。

一個人做什么?壽命測試——枯燥乏味的壽命測試——通常是唯一的解決方案。對于不太關(guān)鍵的設(shè)計，將較便宜的電子設(shè)備放在壽命有限的部件上，并在維修間隔更換它。