【正文】 的可靠性設(shè)計 它是根據(jù) 電 阻器本身的阻 值 以及所通 過 的 電 流和其兩端所加的 電壓 來確定的，是 選擇電 阻器的主要參數(shù)之一。電阻器標稱阻值系列第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 %～ 177。10%)和 Ⅲ 級 (177。常用的 標 稱阻 值 有 E E12和 E24系列，如表。電阻器的主要技術(shù)參數(shù)第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 對關(guān)鍵元器件要進行用戶對生產(chǎn)方的質(zhì)量認定。(4)根據(jù)電路性能的要求和工作環(huán)境的條件選用合適的元器件，元器件的技術(shù)條件、技術(shù)性能、質(zhì)量等級等均應(yīng)滿足設(shè)備工作和環(huán)境的要求，并留有足夠的裕量。第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 電子元器件的選用在 滿 足 產(chǎn) 品技術(shù) 要求的條件下， 選 用最 經(jīng)濟 合理的原材料和元器件，以求降低 產(chǎn) 品的生 產(chǎn) 成本。 產(chǎn) 量的大小決定著生 產(chǎn) 批量的 規(guī) 模，生 產(chǎn) 批量不同，其生產(chǎn) 方式 類 型也不同，因而其生 產(chǎn)經(jīng)濟 性也不同。研究 產(chǎn) 品與零部件技 術(shù) 條件，分析 產(chǎn) 品 設(shè)計 參數(shù)，研 討 和保 證產(chǎn) 品性能和使用條件，正確制定 設(shè)計方案， 這 是 產(chǎn) 品 經(jīng)濟 性的首要 環(huán)節(jié) 。 第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 設(shè)備 中的零部件、元器件及其各種技 術(shù) 參數(shù)、形狀、尺寸等， 應(yīng) 最大限度地 標 準化和 規(guī) 格化； 還應(yīng) 盡可能采用生 產(chǎn) 廠家以前曾 經(jīng) 生 產(chǎn)過 的零部件，充分利用生 產(chǎn) 廠家的先 進經(jīng)驗 ，使 產(chǎn) 品具有 繼 承性。(2)生 產(chǎn) 條件 對產(chǎn) 品的要求一般有以下幾個方面：任何 電 子 設(shè)備 在它的研制之后都要投入生 產(chǎn) 。第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 (4)可 調(diào)組 件、 測試 點 應(yīng) 布置在 設(shè)備 的同一面； 經(jīng)常更 換 的元器件 應(yīng) 布置在易于裝拆的部位； 對 于 電 路單 元 應(yīng) 盡可能采用印制板并用插座與系 統(tǒng)連 接。(1)從 維護 方便的角度出 發(fā) ， 對結(jié) 構(gòu) 設(shè)計 提出以下要求：第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 當操 縱 者 發(fā) 生 誤操作 時 ， 應(yīng) 不會 損 壞 設(shè)備 ，更不能危及人身安全。(2)電 子 設(shè)備 的操 縱 性能如何以及是否便于 維護 修理，直接影響到 設(shè)備 的可靠性，因此在 結(jié) 構(gòu) 設(shè)計時 必 須 全面考 慮 。使用和 維護 人 員對產(chǎn) 品可靠性的影響，包括使用和維護 的程序及 設(shè)備 ，操作方法的正確性以及其他人 為的因素。 第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 采取減振 緩 沖措施，確保 設(shè)備 內(nèi)的 電 子元器件和機械零部件在受到外界 強 烈振 動 和沖 擊 的條件下，不致 變 形和 損 壞。機械條件對電子設(shè)備的要求(2)氣候條件主要包括溫度、濕度、氣 壓 、 鹽霧 、大氣污 染、灰沙及日照等因素， 對設(shè)備 的影響主要表 現(xiàn) 在使 電 氣性能下降、溫升 過 高、運 動 部位不靈活、 結(jié) 構(gòu)損 壞，甚至不能正常工作。必須 采取適當?shù)姆?護 措施，將各種不良影響降低到最低限度，以保 證電 子 設(shè)備穩(wěn) 定、可靠地工作。第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 影響電子設(shè)備可靠性的主要因素 電子元器件的選用 電子設(shè)備的可靠性防護措施 印制電路板布線的可靠性設(shè)計 PCB電磁兼容設(shè)計中的地線設(shè)計 思考題與練習(xí)題 第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 影響電子設(shè)備可靠性的主要因素第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 為 了減少和防止 這 些不良影響， 對電 子 設(shè)備 提出以下要求：第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 (1)采取各種防 護 措施，防止潮濕、 鹽霧 、大氣 污染等氣候因素 對電 子 設(shè)備 內(nèi)元器件及零部件的侵 蝕 和危害，延 長 其工作期。機械條件是指 電 子 設(shè)備 在不同的運 載 工具中使用 時所受到的振 動 、沖 擊 、離心加速度等機械作用。(2)3.第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 使用可靠性很大程度上依 賴 于使用 設(shè)備 的人。第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 對電子設(shè)備的操縱要求，原則上可歸納為以下幾點：(1)設(shè)備 操作 簡單 ，能很快地 進 入工作狀 態(tài) ，不需要很熟 練 的操作技 術(shù) 。(4)在 發(fā) 生故障 時 ，便于打開 維 修或能迅速更 換備用件。第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 設(shè)備應(yīng) 具有 過負 荷保 護 裝置 (如 過電 流、 過電壓保 護 )，危 險 和高 壓處應(yīng) 有警告 標 志和自 動 安全保 護裝置 (如高 壓 自 動 斷路 門 開關(guān) )等，以確保 維 修安全。生產(chǎn)方面生 產(chǎn)廠的 設(shè)備 情況、技 術(shù) 和工 藝 水平、生 產(chǎn) 能力和生 產(chǎn) 周期以及生 產(chǎn) 管理水平等因素都屬于生 產(chǎn) 條件。(1)設(shè)備中的機械零部件必須具有較好的結(jié)構(gòu)工藝性，能夠采用先進的工藝方法和流程。(5)2.第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 電子元器件的選用準則第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 (3)除特殊情況外，所有電子元器件應(yīng)按不同的要求經(jīng)過必要的可靠性篩選后，才能用到產(chǎn)品中。(6)電子元器件的主要技術(shù)參數(shù)(1) 實際 阻 值 與 標 稱阻 值 的相 對誤 差稱 為 允 許偏差。20%)，精密 電 阻允 許 偏差要求更高，如 177。%等。(2)常用 電 阻器 額 定功率的系列 值 如表 。溫度系數(shù)越小， 電 阻器的 穩(wěn) 定性就越好。電容器的主要技術(shù)參數(shù)(1)第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 在 選擇電 容器 時 ， 電 容器的耐 壓值應(yīng)該 大于 實際 工作承受的 電壓 ，否 則電 容器中的介 質(zhì) 會被 擊 穿造成 電 容器的 損 壞。一般電容器絕緣電阻在 108～ 1010?Ω之間，電容量越大絕緣電阻就越小，所以不能單憑所測絕緣電阻值的大小來衡量電容器的絕緣性能。半導(dǎo)體二極管的主要技術(shù)參數(shù)反向 飽 和 電 流主要受溫度影響，該值 越小， 說 明二極管的 單 向 導(dǎo)電 性越好。最大反向工作 電壓 指正常工作 時 ，二極管所能承受的反向 電壓 最大 值 。第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 交流電流放大系數(shù)包括共發(fā)射極電流放大系數(shù) (β)和共基極電流 放大系數(shù) (α)。集 電 極最大允 許電 流 ICM。集 電 極最大允 許 耗散功率 PCM。集 射 間 反向 擊 穿 電壓 (UCEO)。集成電路的主要技術(shù)參數(shù)輸 出高 電 平 UOH。UOL一般 應(yīng) 小于或等于 輸 入短路 電 流 IIS。 IIH應(yīng) 小于 70開 門電壓 UON。V。關(guān) 門電壓 UOFF是指 輸 出 電壓值下降到 規(guī) 定 值 (即 UON)的 90%時 的 輸 入 電壓 。第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 (1)第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 圖 3)開 環(huán)電壓 增益 Aud是指運算放大器 處 于開 環(huán) 狀 態(tài) 并且沒有外部反 饋時 ，其 輸 出 (直流 )電壓 增量與 輸 入 (直流 )差模 電壓 增量之比，即Aud=ΔUo/ΔUi=Uo/Ui。 輸 入偏置 電 流 IB是指運算放大器在沒有 輸 入信號 時 ，流入雙極型晶體管的基極 電 流或 場 效 應(yīng) 晶體管的 柵 極漏 電 流。輸 入失 調(diào)電 流 IOS。(5)第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 因此 為 了提高元器件可靠性，延 長 其使用壽命，必 須 有意 識 地降低施加在元器件上的工作應(yīng) 力，以使 實際 使用 應(yīng) 力低于其 規(guī) 定的 額 定 應(yīng) 力。1. 電容器的降額使用第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 需要降 額 的主要參數(shù)是 結(jié) 溫、 電壓 和 電 流。不同的半 導(dǎo) 體器件， S的定 義 不一 樣 。光電器件的 S為實際耗散功率與 25?℃ 時最大額定功率乘以與最大允許結(jié)溫有關(guān)的修正系數(shù)之比。常用元器件的推薦降額范圍第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 1.外 觀檢查 的主要內(nèi)容如下：(2)帶 有密封 結(jié) 構(gòu)的元器件，密封部件是否 損 壞和開裂。(6)第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 因此，凡有 篩選 和老化要求的元器件，在整機裝配前必 須 按照整機 產(chǎn) 品技 術(shù) 要求和有關(guān)技 術(shù)規(guī) 定 進 行 嚴 格的 篩選 和老化。① ② (2)高溫 貯 存的要求 為 ：3?℃ ；鍺二極管、三極管為 100177。貯 存 時間 ： A級為 48小 時 ， B級為 96小 時 。② 鍺 器件：－ 55177。敲擊。功率老化。 2℃ ， 鍺 中小功率三極管 為 55177。第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 3℃ ，恒溫 時間為 30分 鐘 。常溫 測試 按技 術(shù) 文件 規(guī) 定 進 行。 檢 漏按技 術(shù) 文件 規(guī) 定 進 行。半導(dǎo)體集成電路的篩選高溫 貯 存的作用是通 過 高溫加 熱 來加速任何可能 發(fā) 生或存在的表面化學(xué)反 應(yīng) ，使 電 路 穩(wěn) 定，剔除潛在的失效 電 路?！?， 貯 存 時間為 48小 時 或 96小 時 。(2)℃ 。離心加速度。g的 電 路可施加外力 20沿 電 路三個 軸 向，各 試驗 1分 鐘 。第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 3?℃ ， 時間為 168小 時 或 96小 時 。(6)3℃ ，各保持 30分 鐘 ， 測試電 參數(shù)。在室溫下分 別對電路每一個 輸 入、 輸 出端的 PN結(jié) 加反向 電壓 ， 觀 察其特性曲 線 有無 顯 示 擊 穿 現(xiàn) 象。第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 電子設(shè)備的可靠性防護措施 1.溫度對電阻器的影響溫度變化同樣會使阻值變化，溫度每升高或降低 10℃ ，其阻值大約變化 1%。電阻器散熱的一般方法大功率 電 阻器 應(yīng) 安裝在金屬底座上，以便散 熱 。功率 電 阻器盡可能安裝在水平位置。(5)第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 溫度對半導(dǎo)體分立器件的影響第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 表 半導(dǎo)體分立器件散熱的一般考慮(3)(4)散 熱 器要 進 行表面 處 理，使其粗糙度適當并使表面呈黑色，以增 強 輻 射 換熱 。3)叉指形； (d)1)第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 (1)對 有外罩的 變壓 器，除要求外罩與固定面良好接觸外，可將其 墊 高并在固定面上開孔，形成 對 流，如 圖。第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 圖 集成電路的散熱措施第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 圖 機殼自然散熱機殼是接受 設(shè)備 內(nèi)部 熱 量并將其散到周 圍環(huán) 境中去的機械 結(jié) 構(gòu)。(2)在機殼上合理地開通 風(fēng) 孔，以加 強 氣流的 對 流換熱 能力。圖 cm，而且元器件在印制板上的排列方式 應(yīng) 遵循如下 規(guī)則 ：第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 圖 橫長排列第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 (4)具體措施有：(2)在印制板上 進 行元器件布局 時 ，要避免在某個區(qū)域留有 較 大的空域。第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 圖 較好布局第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 強 制 風(fēng) 冷的散 熱 形式主要是 對 流散 熱 ，其冷卻介 質(zhì) 是空氣。W。1.1)灌封是用于熱溶狀態(tài)的樹脂、橡膠等將電器組件澆