高可靠性設(shè)計(jì)電路，需要進(jìn)行復(fù)雜的高可靠性測(cè)試

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

一般來(lái)說(shuō)“ 規(guī)定條件下”是恒定不變且長(zhǎng)期保持的，是不具備度量條件的。首先一個(gè)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(shí)間”和“ 能力“。而能力是個(gè)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(gè)定義可以近似等效為： “在固定條件下和規(guī)定時(shí)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(shí)間(失效概率為50%)“。

這就引出了衡量可靠性的兩個(gè)參數(shù)： 失效概率“和” 平均無(wú)故障時(shí)間“。且這兩個(gè)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(shì)也是可靠性設(shè)計(jì)的需要關(guān)注指標(biāo)。

在進(jìn)行高溫/高可靠性設(shè)計(jì)時(shí)，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(cè)試中僅能通過(guò) 1,000 小時(shí)的測(cè)試。如果設(shè)備必須持續(xù)使用 5,000 小時(shí)、10,000 小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間，這可能會(huì)帶來(lái)很多驚喜。

如果一個(gè)人不仔細(xì)研究每個(gè)部件的測(cè)試和鑒定數(shù)據(jù)——而不僅僅是基本參數(shù)，這可能會(huì)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(huì)產(chǎn)生一個(gè)大的熱循環(huán)，以及許多較小的循環(huán)或溫度波動(dòng)。設(shè)計(jì)工程師必須管理他們自己對(duì)產(chǎn)品中使用的每個(gè)組件的溫度測(cè)試。

通常，此類測(cè)試必須經(jīng)過(guò)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(cè)試旨在模擬所需的 200,000 小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間的熱循環(huán)條件。請(qǐng)注意，類似的測(cè)試將針對(duì)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(huì)分解。分立元件上的清漆和保形涂層會(huì)變干并開(kāi)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(shí)間的推移，金屬(或半導(dǎo)體材料)在高溫和存在足夠的電動(dòng)勢(shì)(電壓)或電流的情況下被推出其原始位置。

電感器和電機(jī)漆包線會(huì)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(kāi)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(duì)于同軸電纜，這會(huì)導(dǎo)致另一個(gè)問(wèn)題：特性阻抗會(huì)發(fā)生變化。這可能會(huì)導(dǎo)致額外的信號(hào)衰減和駐波比下降以及伴隨的信號(hào)反射。

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

一個(gè)人做什么?壽命測(cè)試——枯燥乏味的壽命測(cè)試——通常是唯一的解決方案。對(duì)于不太關(guān)鍵的設(shè)計(jì)，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。