提升电子产品可靠性的方法

1.提高固有可靠性

据调查,电子产品的故障大都是由于元器件的各种损坏或故障引起的,这有可能是元器件本身的缺陷,也可能是元器件选用不当造成的,因此提高固有可靠性应重点考虑元器件的可靠性。

提高元器件的可靠性,首先要正确选用元器件,尽可能压缩元器件的品种和规格数,提高它们的复用率。元器件的失效规律如图1-1 所示,这条关系曲线就是通常所说的船形或浴盆曲线。从图中可以看出:早期,随着元器件工作时间的增加而失效率迅速降低,这是由于元器件设计、制造上的缺陷而发生的失效,称为早期失效,通过对原材料和生产工艺加强检验和质量控制,对元器件进行筛选老化,可使其早期失效大大降低;随着时间的推移,产品在早期失效之后,失效率低且基本稳定,失效率与时间无关,称为偶然失效,偶然失效期时间较长,是元器件的使用寿命期;到产品使用的后期,失效率随时间迅速增加,到了这个时期,大部分元器件都开始失效,产品迅速报废,称为耗损失效期。因此所用元器件必须经过严格检验和老化筛选,以排除早期失效的元器件,然后将合格可靠的元器件严格按工艺要求装配。

图1-1　典型普通元器件失效曲线

此外,提高固有可靠性的途径还包括:

(1)根据电路性能的要求和工作环境条件选用合适的元器件,使用条件不得超过元器件电参数的额定值和相应的环境条件并留有足够的余量。合理使用元器件,元器件的工作电压、电流不能超额使用,应按规范降额使用。尽量防止元器件受到电冲击,装配时严格执行工艺规程,免受损伤。

(2)仔细分析比较同类元器件在品种、规格、型号和制造厂商之间的差异,择优选用,并注意统计、积累在使用和验收过程中元器件所表现出来的性能与可靠性方面的数据,作为以后选用的重要依据。

(3)合理设计电路,尽可能选用先进而成熟的电路,减少元器件的品种和数量,多用优选的和标准的元器件,少用可调元件。采用自动检测与保护电路。为便于排除故障与维修,在设计时可考虑布设适当的监测点。

(4)合理地进行结构设计,尽可能采用生产中较为成熟的结构形式,有良好的散热、屏蔽及三防措施,防振结构要牢靠,传动机构灵活、方便、可靠,整机布局合理,便于装配、调试和检修。

(5)加强生产中的质量管理。

2.从使用方面提高可靠性

一般,产品出厂时都附有合格证、说明书,并附有产品使用情况的记录卡、维修卡等,有些产品还对贮存、运输等条件有相应的条文规定。因此,对使用者来说,应按规定进行贮存、保管、使用和维修,使已定的可靠性指标得以实现。(www.xing528.com)

(1)合理贮存和保管。产品的贮存和运输必须按照规定的条件执行,否则产品会在贮存和运输的过程中受到损伤。保管也是如此,必须按照规定的范围保管,如温度、湿度等都要保持在一定范围之内。

(2)合理使用。在使用产品之前必须认真阅读说明书,按规定操作。

(3)定期检验和维修。定期检验可免除产品在不正常或不符合技术指标时给使用造成差错,也可避免产品长期带病工作以致造成严重损伤。

3.从环境适应性方面提高可靠性

电子产品所处的工作环境多种多样,气候条件、机械作用力和电磁干扰是影响电子产品的主要因素。必须采取适当的防护措施,将各种不良影响降到最低限度,以保证电子产品稳定可靠地工作。

(1)气候条件方面。气候条件主要包括温度、湿度、气压、盐雾、大气污染、灰尘砂粒及日照等因素。它们对产品的影响主要表现在使电气性能下降、温升过高、运动部位不灵活、结构损坏,甚至不能正常工作。为了减少和防止这些不良影响,对电子产品提出以下要求:

①采取散热措施,限制设备工作时的温升,保证在最高工作温度条件下,设备内的元器件所承受的温度不超过其最高极限温度,并要求电子设备耐受高低温循环时的冷热冲击。

②采取各种防护措施,防止潮湿、盐雾、大气污染等气候因素对电子设备内元器件及零部件的侵蚀和危害,延长其工作期。

(2)机械作用力方面。机械作用力是指电子产品在运输和使用时,所受到的振动、冲击、离心加速度等机械作用。它对产品的影响主要是:元器件损坏失效或电参数改变;结构件断裂或变形过大;金属件疲劳等。为了防止机械作用对产品产生的不良影响,对产品提出以下要求:

①采取减振缓冲措施,确保产品内的电子元器件和机械零部件在受到外界强烈振动和冲击的条件下不致变形和损坏。

②提高电子产品的耐冲击、耐振动能力,保证电子产品的可靠性。

(3)电磁干扰对电子产品的要求。电子产品工作的周围空间充满了由于各种原因所产生的电磁波,造成各种干扰。电磁干扰的存在,使产品输出噪声增大,工作不稳定,甚至完全不能工作。

为了保证产品在电磁干扰的环境中能正常工作,要求采取各种屏蔽措施,提高产品的电磁兼容能力。