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电子产品的可靠性设计 一：前言 业界分析，60% 以上的生产故障是由于器件失效引起的，70% 以上的市场返修也是因为器 件失效引起的，而大多数公司对此却没有采用系统化的电子可靠性工程方法来解决，导致效 率较低，产品质量可靠性不高。在中国的电子照明行业，因为受到价格等诸多因素的影响， 在产品可靠性设计方面， 尤其显得不足！有鉴于此，本人参考了一些关于可靠性的文章， 编写了这篇文章，希望对中国照明的发展有所帮助。 二：电子可靠性工程包含几个方面 2.1 通过正确的选型认证来保证构成产品的物料的基本可靠性 物料选型与认证是一项产品工程，是硬件开发活动的重要组成部分。产品一旦选用了某 物料，其质量、成本、可采购性基本上 60%都已固化，后期的一系列改进、保障策略所达 到的效果只能占到 40% ，物料选型影响重大。如何确定物料的规格，如何识别不同厂家的 物料优劣，如何对物料厂家进行认证，如何监控物料厂家的质量波动，这些专项技术，在国 际领先公司都有专业的团队来进行研究，并有系统化的流程保障物料选用，而目前国内厂家 普遍比较薄弱，因此从物料选用开始，产品质量就和业界领先公司拉开了差距，可以说是输 在了起跑线上。 对一些国际大公司的零件选择和国内小企业的作个横向比较。一般大公司对零件的要求 范围在1%~5%，而国内的小企业，为降低采购价格，其零件的选择范围大致在10%左右， 而一个产品， 往往有成百上千的零部件组成， 即便是很简单的电子镇流器， 其零件大致 在几十至百多个，随着零件的误差范围增大， 其批量产品的性能往往和制作的样机差异很 大， 同时存在有部分公司以次充好的现象，这就进一步导致了很多的“中国造”产品性能 不稳定， 可靠性没有保障， 尽管价格低廉。 2.2 通过正确合理的设计方法保证应用可靠性 常用的可靠性设计方法有如下几种，在产品开发过程中，这些方面都要考虑到，包括做 对应的仿真分析，才能够保证设计的产品的可靠性。 可靠性预计 ；FMEA ；可靠性指标论证、分配与冗余设计；电应力防护设计；ESD 防护设 计；容差分析；降额设计；升额设计；热分析和设计；信号完整性分析；EMC 设计；安全 设计；环境适应性设计；寿命与可维护性设计。 国际领先的大公司，对这些设计方法均有专业团队来保障。而国内很多企业， 是没有 这些专业人员和测试设备来进行产品验证的。要提高我们民族企业的市场竞争力， 有必要 先改变一些经营理念和手段。 2.3 在加工维护过程中保证不引入对器件的损伤 在生产加工过程中，影响可靠性的最主要的因素是ESD 、MSD 和焊点可靠性，这三方 面的控制技术目前发展得较为成熟，也有对应得国际标准，但是国内很多厂家还做得不够完 善，如产品线的ESD 控制水平是多少，MSD 控制可以达到几级潮湿敏感器件，影响焊点可 靠性的主要因素是怎样控制的？象MSD 控制不好引发的可靠性问题，往往是在产品到用户 手里半年以上才会大量暴发，ESD 损伤对器件的长期可靠性的影响也很大，因此怎样控制 加工过程，保证对不引入对器件的损伤需要引起重视。在产品维护保养过程中同样要考虑可 靠性问题，避免引入对产品的损伤。 在整机系统中安装电子元器件时，如果采用方法不当或者操作不慎，容易给器件带来 机械损伤或热损伤，从而对器件的可靠性造成危害。因此，必须采用正确的安装方法。 2.3.1 引线成形与切断 在将电子元器件往印制板等载体上安装时，通常预先要将其引线成形或切断。这时，引 线若被加以过高的应力，器件就会受到机械损伤，并严重影响其可靠性。例如，器件管座与 引线之间相对受到强拉力的作用，可能会造成器件内引线与键合点之间的断线，或者封装根 部产生裂纹导致密封性下降。 在引线成形或切断时，应注意以下要点： (1)弯曲或切断引线时，应使用专门的佳句固定弯曲处和器件管座之间的引线，不要拿 着管座弯曲，如图1。使用模具大量成形时，要注意所设计的固定引线的夹具不应对器件本 身施加应力，而且，夹具与引线的接触面应平滑，以免损伤引线镀层。 图1 引线弯曲方法 (2)引线弯曲点应与管座之间保持一定的距离t 。当引线被弯曲为直角时，t ≥3mm；当引 线弯曲角小于 90℃时，t≥1