电子组装工艺与设备大二下学期第4节电子设备的可靠性.ppt

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1、第四节 电子产品的可靠性 评定电子产品的好坏包括：1.设备所能达到的技术指标；2.设备工作的有效性要高；3.设备工作的可靠性要高。l 可靠性定义：可靠性是指产品在规定的时间内和规定的条件下,完成规定功能的能力。可靠性的概念 产品：指作为单独研究和分别试验的任何元件、设备或系统，可以是零件、部件，也可以是由它们装配而成的机器，或由许多机器组成的机组和成套设备。规定时间：是可靠性定义的核心，一般也可认为可靠性是产品功能在时间上的稳定程度。一般地说,产品经过老化后,有一个较长的稳定使用期以后随着时间的增长可靠性下降,时间越长,可靠性越低。规定条件：一般指的是使用条件、环境条件。包括温度、湿度、尘砂、

2、腐蚀等，也包括操作技术、维修方法等条件。可靠性是以“规定的条件”为前提的。条件不同，产品的可靠性也不同。规定功能：产品可靠性是以完成“规定的功能”来衡量的。能力：能力是指各种可靠性指标，这些指标是对可靠性的定量描述，以便说明可靠性程度。可靠性的表示形式：产品在工作中,常常因各种偶然因素,如元、器件突然损坏,应力(电负荷、温度及机械影响等)突然改变,维护或使用不当等的影响而失效。由于这些失效的原因具有偶然性,所以对某一个具体的产品,在规定的条件和时间内能否完成规定的功能,是无法预先知道的,这是一个随机事件，但可以求出产品在规定条件和时间内完成规定功能的概率。可靠性指标 可靠度（不失效率）产品在规

3、定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率。用R(t)表示，其物理意义是:在试验总数中扣除产品故障数,亦即到某个试验期时,仍然完好的产品数与试验产品总数的比例,即完好产品(不失效)的概率。故障率 是指产品在规定条件下和规定时间内,失去规定功能的概率。通常用F(t)表示，它与可靠度是对立事件。F(t)+R(t)=1 平均寿命(MTTF/MTBF)MTTF：对不可修复的产品,它是指产品发生故障前的工作或贮存时间的平均值。MTBF：对可修复的产品而言,平均寿命是指两次相邻故障间隔时间的平均值,即平均无故障工作时间。瞬时失效率 是指产品工作到t时刻后的一个单位时间内的失效数与在t时刻尚能正常工作的产

4、品数之比,用(t)表示。可靠性与经济性的关系 元器件可靠性 元、器件的失效规律浴盆曲线 对于普通电子元、器件其失效规律主要有三个阶段：早期失效期 由于设计、制造上的缺陷等原因而失效。其特点是失效率较高,但随着元、器件工作时间的增加而失效率迅速降低。偶然失效期 产品发生偶然失效。偶然失效期,也称随机失效期。其特点是失效率低而基本稳定,可以认为失效率是一个常数,与时间无关,但失效是随机性质的。耗损失效期 产品在使用的后期，由于老化、疲劳及耗损等原因引起的失效叫耗损失效。主要发生耗损失效的时期叫耗损失效期，又叫老化失效期。其特点是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

5、报废。元器件的可靠性 表征元器件可靠性的可靠度与失效率之间的关系式为：由于一般元器件都工作在偶然失效器，所以失效率为常数，因此从上式可以看出可靠度在时间上是按指数衰减的。即工作时间越短，可靠性越高。使用条件对元、器件可靠性的影响 1）工作环境的影响 一般地说,所处的环境条件越恶劣,其失效率越大。2）负荷条件的影响 轻负荷工作可使元器件失效率降低，提高可靠性。因此,元、器件一般都是降额使用。系统可靠性计算 系统和子系统(或部件和元、器件)之间的可靠性关系可以分为两大类：1)串联系统 只要其中有一个失效,系统就失效。如果这些元件是相互独立的,即某一元件失效对其他元件没有影响,根据概率论的乘法定理,

6、串联系统的可靠性等于各元件可靠性的乘积。R(B)=R(AlA2)=R(A1)*R(A2)2)冗余系统（备份系统）当串联系统的可靠性设计不能满足预定要求时,可采用备份元件或备份系统的方法提高可靠性,这称为冗余系统或备份系统。并联系统 它是最常用的冗余系统。它的特点是:只要系统中任一个元件(或子系统)可靠,则系统就可靠,只有所有元件(或子系统)全部失效时,系统才失效。根据概率论的加法定理，两个元器件A1和A2的可靠度R(B):R(B)=R(A1)+R(A2)-R(AlA2)并联系统的可靠性大于并联元件（或子系统）的可靠度。待机系统 这种系统中的备份元件或备份系统,在平时处于非工作状态,一旦主要元件出现故障后,备份件立即投入工作。系统一般要装有失效报告装置和开关转换装置,在系统发生故障时就能自动转换备份件。可靠性设计的方法 进行环境影响因素试验 采用备份系统（冗余系统）在电子线路上采取措施 尽量采用集成电路 设计故障指示和排除装置 加强对环境防护措施的研究