【文章內容簡介】 測試挑選。③老煉篩選：在規(guī)定的時間內對產品施加各種應力條件后進行測試挑選。④線性鑒別篩選：類似于老煉篩選，但要運用數(shù)理統(tǒng)計技術進行判別。⑤精密篩選：在接近于產品使用條件下進行長期老煉，并多次精確測定參數(shù)變化量，從中進行挑選和預測。在以上五種方法中，前兩種方法簡便易行，但效果差。目前主要用老煉篩選法。（2）按照施加應力手段不同，篩選可分為：壽命篩選、環(huán)境應力篩選、密封性篩選、檢查性篩選等。1．5．2 電子元器件的降額使用降額使用就是元器件在低于其額定值的應力條件下工作，是提高電子產品可靠性的最有效措施之一。對元器件有影響的應力包括：時間、溫度、濕度、腐蝕、機械應力和電應力，合理的降額可以大幅度地減少元器件的失效。1．電阻器的降額使用要點元器件實際使用時的參數(shù)與額定值的比值為降額系數(shù)，用S表示?！h(huán)境溫度一般低于60℃，低于45℃最好。當S，發(fā)熱量過小，潮氣不易驅，失效率反而提高?？勺冸娮杵魇时裙潭娮韪?～2個數(shù)量級，一般少用。2．電容器的降額使用要點電容器的使用溫度一般應低于50℃，尤其是電解電容器更不宜在高溫下工作，電解電容器在低于45℃使用時應采用耐寒型。，～，小型云母電容器常出現(xiàn)低電平失效，所以交流運作時S不得太小，其承受的電壓不低于100mV，否則應選用其它類型的電容器。3．半導體器件降額使用要點不同半導體器件的降額系數(shù)S的含義是不同的，如晶體三極管的S為實際功率與25℃時的最大額定功率之比，晶體二極管的S為平均正向電流與25℃時的最大額定正向電流之比，穩(wěn)壓管的S為實際耗散功率與25℃時的最大額定功率之比，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溫有關的修正系數(shù)之比。，使用溫度低于50℃，鍺管還要低一點。，設計時可參考。 常用元器件的推薦降額范圍元器件種類電阻器電容器半導體器件電感器繼電器接插件微電機內容TSPTSVSPSVTSISISISP范圍45~50130～白熾燈負載≤電感性負載≤同左～符號說明：T——工作溫度（℃）； SP——功率降額系數(shù)；SV——電壓降額系數(shù)；SI——電流降額系數(shù)。1．5．3 采用冗余系統(tǒng)（備份系統(tǒng)）從上節(jié)已知，系統(tǒng)中串聯(lián)的元件或子系統(tǒng)越多，其可靠性就越低；而當采用冗余系統(tǒng)（備份系統(tǒng)）后，系統(tǒng)的可靠性將會提高。（a）所示并聯(lián)系統(tǒng)，只有當構成并聯(lián)關系的A1 、A2 、…An全部出故障系統(tǒng)才不能運行，否則，只要A1 、A2 、…An中有一個可以正常工作，系統(tǒng)都將會正常運行下去。（b）為一個待機系統(tǒng)，正常情況下A1執(zhí)行工作，當A1出現(xiàn)故障時，轉換開關自動接通，A2接替A1開始工作，所以，只有A1 、A2均不正常時，系統(tǒng)才不能運行。待機系統(tǒng)是由于A2一般情況下處等待狀態(tài)而得名，由于該系統(tǒng)增加了一個轉換開關，其可靠性的高低直接影響系統(tǒng)可靠性，應選用可靠性較高的器件。1．5．4 采取有效的環(huán)境防護措施有效的環(huán)境設計可以防止與減少溫度、潮濕、生物危害、機械振動與沖擊、電磁干擾等對電子設備材料和器件的不良影響，達到提高電子設備的可靠性的目的。各種環(huán)境設計的原理與方法將在相關章節(jié)中介紹。1．5．5 進行環(huán)境試驗將電子設備置于模擬的工作環(huán)境或實際使用環(huán)境中、按照技術指標的要求進行試驗，以考核其性能和可靠性。提前發(fā)現(xiàn)問題，采取有效的改進措施，消除設計制造中存在的不可靠因素。環(huán)境試驗可分為以下兩種：1． 單項試驗單項試驗的目的是考核某項指標的穩(wěn)定性。將設備置于人工模擬的工作環(huán)境中，按照技術指標的要求，考核產品抵抗某項環(huán)境影響因素的能力。如耐溫、耐濕、耐壓、密封、耐振動、耐沖擊等的穩(wěn)定性試驗。2． 綜合試驗綜合試驗的目的是考核產品在綜合因素作用下所能達到的性能指標。這種實驗比較接近于實際使用情況，所以通過綜合試驗，更能考核設備的真實可靠性。1．5．6 設置故障指示和排除系統(tǒng)為提高設備的可靠性，正確設置故障指示和排除系統(tǒng)可以簡化故障的判斷、查找，使故障的維修與排除變的迅速。具體做法有：采用故障檢測電路及故障預、報警裝置；采用插入單元和便于替換部件結構；減少檢修通道上的障礙以便于維修；采用標準化結構和快速拆卸結構等。第二章 電子產品的防腐蝕設計2．1 概述2．1．1 腐蝕效應1．腐蝕的概念 材料受環(huán)境介質的化學作用而發(fā)生性能下降、狀態(tài)改變、甚至損壞變質的現(xiàn)象。2．腐蝕的分類 根據(jù)被腐蝕材料的種類，可分為金屬腐蝕和非金屬腐蝕兩大類。金屬腐蝕：金屬與周圍環(huán)境介質之間發(fā)生化學或電化學作用而引起的破壞或變質現(xiàn)象。按照腐蝕的機理分類，可分為化學腐蝕、電化學腐蝕和物理腐蝕?；瘜W腐蝕主要為金屬在無水的液體和氣體以及在干燥的氣體中的腐蝕。物理腐蝕是指金屬由于單純的物理溶解作用而引起的破壞，金屬與熔融液態(tài)金屬接觸引起的金屬溶解或開裂就屬于物理腐蝕。電化學腐蝕是金屬與電解液發(fā)生作用所產生的腐蝕。其特征是腐蝕過程中有電流產生，在金屬表面上有隔離的陽極區(qū)和陰極區(qū)，被腐蝕的是陽極區(qū)。電化學腐蝕的現(xiàn)象與原電池作用相似。電化學腐蝕是最普遍、最常見的金屬腐蝕，在造成電子設備故障的常見的原因中，金屬的電化學腐蝕是最常受到指責的因素。大多數(shù)電子設備的制造、運輸、儲存和使用都是在地面或接近地面的地方進行，因此金屬材料在潮濕大氣中的腐蝕破壞是電子設備防腐蝕設計重點考慮的問題。非金屬材料在化學介質或化學介質與其他因素（如應力、光、熱等）共同作用下，因變質而喪失使用性能稱為非金屬材料腐蝕。電子設備使用的非金屬材料，以有機高分子材料為最廣泛，如塑料、涂料、薄膜、絕緣材料等。高分子材料腐蝕的主要形式有老化、化學裂解、溶脹和溶解、應力開裂等。由于生物活動而引起材料變質破壞的現(xiàn)象通常稱為生物腐蝕，其中由于霉菌和其他微生物引起的腐蝕也稱為霉腐或霉變。2．1．2 腐蝕性環(huán)境因素凡是能夠作為腐蝕介質引起材料腐蝕的環(huán)境因素，都可稱之為腐蝕性環(huán)境因素，主要有以下幾種：1． 水分。2． 氧和臭氧。3． 溫度。4． 腐蝕性氣體。5． 鹽霧。6． 沙和灰塵。7． 太陽輻射。8． 微生物額動物。2．1．3 防腐蝕設計的基本要求實踐證明，采取恰當?shù)姆雷o措施，腐蝕是可以受到一定程度的控制，有些腐蝕事故是可以避免的。在防腐蝕設計時，應該考慮的主要因素有：電子設備可能遭遇的環(huán)境條件及主要的腐蝕性環(huán)境因素；對腐蝕損壞最敏感的部位（包括元器件、零部件和材料）；要求保護的程度（臨時性防護、可更換零件防護、高穩(wěn)定性永久性防護等）以及允許采用的防護手段。通過對各種因素的綜合分析，預測可能發(fā)生的腐蝕類型和危險性后果，從而 確定合理而有效的防腐蝕措施。防止電子設備腐蝕損壞的基本方法有以下幾種：1． 采用高耐蝕性材料；2． 消除或削弱環(huán)境中的腐蝕性因素；3． 對不耐蝕材料進行耐蝕性表面處理；4． 防腐蝕結構設計；5． 電化學保護；企圖僅僅采用一種方法來達到防止腐蝕的目的是不切實際的。通常需要將幾種方法接合起來使用，以獲得經濟而有效的結果。2．2 潮濕及生物危害的防護2．2．1 潮濕的防護潮濕的危害氣候條件對電子設備的影響是多方面的，但從設備產生故障的直接原因來看，潮濕是主要因素。潮濕對電子設備具有下列破壞作用：（1）引起金屬腐蝕及加快腐蝕速度。（2）使非金屬材料性能變壞、失效。一些吸濕較大的材料，吸濕后發(fā)生溶脹、變形、強度降低乃至產生機械性破損。此外，水分附著在材料表面或滲入內部，使材料表面電導率增加，體積電阻降低，造成短路、漏電和擊穿，介質損耗增大。潮濕也是使油漆涂覆層起泡，脫落從而失去其保護作用的一個重要因素。（3）水是一種極性介質，能夠改變電氣元件的參數(shù)，例如水附著在電阻器上，會形成一漏電通路，相當于在電阻器上并聯(lián)一可變電阻。（4）在一定溫度條件下，潮濕有利于霉菌的生長繁殖，引起非金屬材料的霉爛。（5）當溫度升高或空氣中含有雜質（如灰塵、鹽分等）時，潮濕的影響和危害將加劇。吸濕機理 處在潮濕空氣中的物體，由于空氣中的水分在熱的作用下蒸發(fā)形成水蒸汽，水蒸氣的分子運動，必然有一部分水分子被吸附在物體表面上，形成了一層水膜，隨著空氣相對濕度增高，水膜厚度亦增大。一切物體的吸濕，都是由這層水膜引起的。 物體的吸濕有以下四種形式：（1）擴散 在高濕環(huán)境下，由于物體本身和周圍環(huán)境的水汽壓力差較大，水分子在壓力差的作用下，向物體內部擴散，使水分子進入物體內部。擴散隨著溫度增高而加劇。（2）吸收 有些材料本身具有縫隙和毛細孔，當物體處于潮濕空氣中時，材料表面的水分子由于毛細作用，進入材料內部。（3）吸附 由于物體表面分子對水分子具有吸引力，當物體處于潮濕空氣中時，水分子就會吸附到物體表面上，形成一層水膜。（4）凝露 當物體表面溫度低于周圍空氣的露點溫度時，空氣中的水蒸汽便會在物體表面上凝結成水珠，形成一層很厚的水膜。在高低溫交變循環(huán)下，可能造成物體內部的內凝露，嚴重時造成物體內部積水。 擴散和吸收使水分子進入材料內部，因而會使材料的體積電阻率下降，水分子以擴散和吸收的形式進入材料內部的程度，可以用吸濕性（吸潮性）和透濕性等指標表示。 吸附和凝露會使材料表面形成一層水膜，造成材料表面電阻率下降。材料表面是否被水潤濕，對材料表面電阻率有很大的影響，一般來講，材料表面被水潤濕的程度越大，其表面電阻率下降也越大，材料表面被水潤濕的程度可用潤濕角來表征。當潤濕角α＜900時，材料可被認為是親水性的，即物體表面對水分子的吸引力大于水的表面張力。親水性物體使水在物體表面上連成一片水膜。當潤濕角α＞900時，則被認為是憎水性的，即物體表面對水分子的吸引力小于水的表面張力。憎水性物體使水在物體表面上收縮成不相連接的小水珠，物體表面不易潤濕，水分子不易滲入物體內部。而且，α角越大，表示物體的憎水性越強 以上四種吸濕形式可能同時出現(xiàn)，也可能只出現(xiàn)某一二種，這要根據(jù)具體情況而定。防潮濕措施 防潮濕措施首先是合理地選用材料，在滿足結構強度，性能要求和經濟性的情況下，應采用耐腐蝕、耐濕、化學性能穩(wěn)定的材料，同時采取表面憎水處理、浸漬、灌封、密封等方法。（1）憎水處理親水性物質的吸濕性、透濕性大，可以通過憎水處理改變其親水性，使它的吸濕性和透濕性降低。方法是把硅有機化合物盛在容器中，放到加熱器中加熱到50~70℃，讓其揮發(fā)，被處理的元器件和零件在有機硅蒸汽中吸收有機硅分子，然后在180~200℃的環(huán)境中烘烤，有機硅分子滲入元器件和零件所有的毛細孔和縫隙并與水分子化合，在元器件和零件表面形成憎水性的聚硅烷膜。（2）浸漬和蘸漬 浸漬是將被處理的元器件和零件浸入絕緣漆中，經過一段時間使絕緣漆進入元器件和零件的毛細孔、縫隙以及結構中的空隙，從而提高了元器件和零件的防潮濕性能。浸漬有一般浸漬和真空浸漬兩種，真空浸漬的效果高于一般浸漬。經浸漬處理后的元器件和零件除了具有良好的防潮濕性能外，還能提高纖維絕緣材料的抗電強度、熱穩(wěn)定性，提高元器件和零件的機械強度，改善了傳熱性能。 蘸漬是把被處理的元器件和零件短時間（幾秒鐘）地浸泡在絕緣漆中，使元器件和零件表面上形成一層薄絕緣漆膜；也可以用涂覆的辦法在元器件和零件表面涂上一層絕緣漆膜。蘸漬適用于敞開式的整機、功能單元等，除了能防潮濕以外，還能增加元器件和零件的外形美觀。 蘸漬和浸漬的區(qū)別在于：蘸漬只是在材料表面上形成一層防護性能絕緣漆膜，而浸漬則是將絕緣漆深入到材料內部，所以蘸漬的防潮濕性能比浸漬差。 常用的防潮漆有：環(huán)氧絕緣清漆、聚氨脂絕緣清漆、環(huán)氧—聚酰胺絕緣清漆等。（3）灌封 灌封是用熱熔狀態(tài)的樹脂、橡膠等將元器件澆注封閉，形成一個與外界環(huán)境完全隔絕的獨立的整體。灌封除可保護電子元件避免潮濕和腐蝕外，還能避免強烈振動、沖擊及劇烈溫度變化對電子元件的不良影響，以及提高抗振沖強度。但此法多適用于小型的單元、部件及元器件。灌封材料主要要求是應具有優(yōu)異的粘附力，很小的透濕性、較高的軟化點以及優(yōu)良的向物體縫隙的滲透能力。常用的灌封材料有：有機硅凝膠、有機硅橡膠、環(huán)氧樹脂等。（4）密封 密封是長期防止潮氣影響的最有效方法。它就是將零件、元器件或一些復雜的裝置甚至整機安裝在不透氣的密封結構中。此法造價較高，工藝較復雜。作為防潮濕的輔助手段，有時可對某些設備采用定期通電加熱的方法來驅除潮氣，也以用吸潮劑吸掉潮氣。2．2．2 生物危害的防護霉菌的滋生及其危害性 （1）霉菌特性霉菌屬于細菌中的一個系列，它能在土壤里及一切有機材料和有些無機材料的表面上滋生和繁殖霉菌的孢子很?。ㄐ∮?μm），極易隨空氣侵入設備內部，因此，凡是空氣可以進入的設備中，所有的零件都有可能受到霉菌孢子的污染。此外，各種昆蟲和塵埃也都是傳播孢子媒介。霉菌在生長和繁殖過程中需要水分、氧氣以及碳、氫元素和微量磷、鎂、鉀、鈣等元素作為其營養(yǎng)物質。霉菌孢子只有在潮濕的情況下，才能生長；只有在有水的情況下，霉菌才能進行一系列的新陳代謝作用。一般情況下，當空氣中的相對濕度低于65%時，霉菌極難生長，而在潮濕的環(huán)境中，霉菌生長旺盛；但當空氣中的相對濕度達到100%時，物體的表面將凝聚一層水膜，對霉菌的生長亦不利。氧氣是霉菌生命過程中進行呼吸作用的必需物質，停止供給新鮮氧氣，霉菌的生長就會終止。對于霉菌所需的其他營養(yǎng)物質，在電子設備中的許多非金屬材料中都能得到滿足。 霉菌生長和繁殖最適宜的溫度范圍是20~30℃，溫度高于30℃，霉菌的生長能力將是顯著下降；溫度超過60℃，霉菌則很容易死亡。霉菌抗低溫的能力較強，低溫只能抑制霉菌的生長，而致死作用較差。霉菌的最低生長溫度為攝氏6℃。（2）霉菌的危害性由于霉菌是靠自身分泌的酶在潮濕條件下分解有機物而獲得養(yǎng)料，這個分解過程就是霉菌侵蝕和破壞有機物材料的根本原因。霉菌對電子設