【正文】 極難生長，而在潮濕的環(huán)境中，霉菌生長旺盛；但當(dāng)空氣中的相對濕度達(dá)到100%時(shí)，物體的表面將凝聚一層水膜，對霉菌的生長亦不利。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(zhì)。2．2．2 生物危害的防護(hù)霉菌的滋生及其危害性 （1）霉菌特性霉菌屬于細(xì)菌中的一個(gè)系列，它能在土壤里及一切有機(jī)材料和有些無機(jī)材料的表面上滋生和繁殖霉菌的孢子很小（小于1μm），極易隨空氣侵入設(shè)備內(nèi)部，因此，凡是空氣可以進(jìn)入的設(shè)備中，所有的零件都有可能受到霉菌孢子的污染。此法造價(jià)較高，工藝較復(fù)雜。（4）密封 密封是長期防止潮氣影響的最有效方法。灌封材料主要要求是應(yīng)具有優(yōu)異的粘附力，很小的透濕性、較高的軟化點(diǎn)以及優(yōu)良的向物體縫隙的滲透能力。灌封除可保護(hù)電子元件避免潮濕和腐蝕外，還能避免強(qiáng)烈振動(dòng)、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(qiáng)度。 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。蘸漬適用于敞開式的整機(jī)、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。經(jīng)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(qiáng)度、熱穩(wěn)定性，提高元器件和零件的機(jī)械強(qiáng)度，改善了傳熱性能。（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(jīng)過一段時(shí)間使絕緣漆進(jìn)入元器件和零件的毛細(xì)孔、縫隙以及結(jié)構(gòu)中的空隙，從而提高了元器件和零件的防潮濕性能。（1）憎水處理親水性物質(zhì)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。而且，α角越大，表示物體的憎水性越強(qiáng) 以上四種吸濕形式可能同時(shí)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。當(dāng)潤濕角α＞900時(shí)，則被認(rèn)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。當(dāng)潤濕角α＜900時(shí)，材料可被認(rèn)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。 吸附和凝露會(huì)使材料表面形成一層水膜，造成材料表面電阻率下降。在高低溫交變循環(huán)下，可能造成物體內(nèi)部的內(nèi)凝露，嚴(yán)重時(shí)造成物體內(nèi)部積水。（3）吸附 由于物體表面分子對水分子具有吸引力，當(dāng)物體處于潮濕空氣中時(shí)，水分子就會(huì)吸附到物體表面上，形成一層水膜。擴(kuò)散隨著溫度增高而加劇。一切物體的吸濕，都是由這層水膜引起的。（5）當(dāng)溫度升高或空氣中含有雜質(zhì)（如灰塵、鹽分等）時(shí)，潮濕的影響和危害將加劇。（3）水是一種極性介質(zhì)，能夠改變電氣元件的參數(shù)，例如水附著在電阻器上，會(huì)形成一漏電通路，相當(dāng)于在電阻器上并聯(lián)一可變電阻。此外，水分附著在材料表面或滲入內(nèi)部，使材料表面電導(dǎo)率增加，體積電阻降低，造成短路、漏電和擊穿，介質(zhì)損耗增大。（2）使非金屬材料性能變壞、失效。2．2 潮濕及生物危害的防護(hù)2．2．1 潮濕的防護(hù)潮濕的危害氣候條件對電子設(shè)備的影響是多方面的，但從設(shè)備產(chǎn)生故障的直接原因來看，潮濕是主要因素。防止電子設(shè)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(jìn)行耐蝕性表面處理；4． 防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；5． 電化學(xué)保護(hù)；企圖僅僅采用一種方法來達(dá)到防止腐蝕的目的是不切實(shí)際的。在防腐蝕設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該考慮的主要因素有：電子設(shè)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(hù)的程度（臨時(shí)性防護(hù)、可更換零件防護(hù)、高穩(wěn)定性永久性防護(hù)等）以及允許采用的防護(hù)手段。8． 微生物額動(dòng)物。6． 沙和灰塵。4． 腐蝕性氣體。2． 氧和臭氧。由于生物活動(dòng)而引起材料變質(zhì)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。電子設(shè)備使用的非金屬材料，以有機(jī)高分子材料為最廣泛，如塑料、涂料、薄膜、絕緣材料等。大多數(shù)電子設(shè)備的制造、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用都是在地面或接近地面的地方進(jìn)行，因此金屬材料在潮濕大氣中的腐蝕破壞是電子設(shè)備防腐蝕設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮的問題。電化學(xué)腐蝕的現(xiàn)象與原電池作用相似。電化學(xué)腐蝕是金屬與電解液發(fā)生作用所產(chǎn)生的腐蝕。化學(xué)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。金屬腐蝕：金屬與周圍環(huán)境介質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)作用而引起的破壞或變質(zhì)現(xiàn)象。第二章 電子產(chǎn)品的防腐蝕設(shè)計(jì)2．1 概述2．1．1 腐蝕效應(yīng)1．腐蝕的概念 材料受環(huán)境介質(zhì)的化學(xué)作用而發(fā)生性能下降、狀態(tài)改變、甚至損壞變質(zhì)的現(xiàn)象。1．5．6 設(shè)置故障指示和排除系統(tǒng)為提高設(shè)備的可靠性，正確設(shè)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。2． 綜合試驗(yàn)綜合試驗(yàn)的目的是考核產(chǎn)品在綜合因素作用下所能達(dá)到的性能指標(biāo)。將設(shè)備置于人工模擬的工作環(huán)境中，按照技術(shù)指標(biāo)的要求，考核產(chǎn)品抵抗某項(xiàng)環(huán)境影響因素的能力。提前發(fā)現(xiàn)問題，采取有效的改進(jìn)措施，消除設(shè)計(jì)制造中存在的不可靠因素。各種環(huán)境設(shè)計(jì)的原理與方法將在相關(guān)章節(jié)中介紹。待機(jī)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(gè)轉(zhuǎn)換開關(guān)，其可靠性的高低直接影響系統(tǒng)可靠性，應(yīng)選用可靠性較高的器件。（a）所示并聯(lián)系統(tǒng)，只有當(dāng)構(gòu)成并聯(lián)關(guān)系的A1 、A2 、…An全部出故障系統(tǒng)才不能運(yùn)行，否則，只要A1 、A2 、…An中有一個(gè)可以正常工作，系統(tǒng)都將會(huì)正常運(yùn)行下去。 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(dǎo)體器件電感器繼電器接插件微電機(jī)內(nèi)容TSPTSVSPSVTSISISISP范圍45~50130～白熾燈負(fù)載≤電感性負(fù)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)。使用溫度低于50℃，鍺管還要低一點(diǎn)。，～，小型云母電容器常出現(xiàn)低電平失效，所以交流運(yùn)作時(shí)S不得太小，其承受的電壓不低于100mV，否則應(yīng)選用其它類型的電容器。可變電阻器失效率比固定電阻高1～2個(gè)數(shù)量級，一般少用。～，環(huán)境溫度一般低于60℃，低于45℃最好。對元器件有影響的應(yīng)力包括：時(shí)間、溫度、濕度、腐蝕、機(jī)械應(yīng)力和電應(yīng)力，合理的降額可以大幅度地減少元器件的失效。（2）按照施加應(yīng)力手段不同，篩選可分為：壽命篩選、環(huán)境應(yīng)力篩選、密封性篩選、檢查性篩選等。在以上五種方法中，前兩種方法簡便易行，但效果差。④線性鑒別篩選：類似于老煉篩選，但要運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)技術(shù)進(jìn)行判別。②應(yīng)力強(qiáng)度篩選法：對產(chǎn)品施加各種應(yīng)力條件后進(jìn)行測試挑選?？紤]到技術(shù)困難和經(jīng)濟(jì)合理性，我們必須精心選擇應(yīng)力條件和篩選方法，用最經(jīng)濟(jì)有效的方法達(dá)到規(guī)定的可靠性。1．5．1 正確選用電子元器件1．選用電子元器件的原則（1）根據(jù)電性能指標(biāo)和使用條件選用合適的元器件，使用條件不得超過元器件參數(shù)和環(huán)境條件，并留有富余量；（2） 盡可能地壓縮元器件的品種和規(guī)格數(shù)量，提高它們的復(fù)用率；（3）除特殊情況外，所有電子元器件都要按不同要求進(jìn)行可靠性篩選，然后才能用到電子產(chǎn)品中去；（4）仔細(xì)分析比較同類元器件的差異，擇優(yōu)選用，并注意積累元器件在使用中的性能與可靠性方面的依據(jù)，作為以后選用的重要依據(jù)。1．6 提高電子產(chǎn)品可靠性的方法電子產(chǎn)品是由電子元器件、組件、部件按照一定的工藝要求組合起來的，電子產(chǎn)品的可靠性的基礎(chǔ)是電子元器件的可靠性，電子元器件的正確選用、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、有效的防護(hù)措施是保證電子產(chǎn)品可靠性最有效的辦法。它的特點(diǎn)是只要系統(tǒng)中任何一元件（或子系統(tǒng)）可靠，則系統(tǒng)就可靠，只有所有元件（或子系統(tǒng)）全部失效時(shí)，系統(tǒng)才失效。冗余系統(tǒng)只在極端重要的場合（如導(dǎo)彈發(fā)射與制導(dǎo)、衛(wèi)星系統(tǒng)等）或元件可靠性滿足不了系統(tǒng)要求時(shí)才采用。這樣的系統(tǒng)C的可靠性為R(C)=R(A1)R(A2)R(A3)……R(An)= （）由于R(Ai)≤1，所以相乘項(xiàng)越多，則積越小，因此，為提高系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)盡量減少串聯(lián)系統(tǒng)的數(shù)目。我們可以根據(jù)元器件的可靠性求得系統(tǒng)可靠性，也可以根據(jù)系統(tǒng)可靠性分配各子系統(tǒng)的可靠性。2． 系統(tǒng)可靠性一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)可以由多個(gè)子系統(tǒng)或部件組成。但并不是說所有元器件都是減額越多越好，如繼電器減額則吸引力減少，氧化膜磨不掉，可靠性降低。一般說來，元器件所處的條件越惡劣，其失效率越高，因此，元器件一般都是降額使用，使其失效率降低，延長工作壽命，提高可靠性。（2）一般元器件的可靠性通常用失效率表示。通過對原材料和生產(chǎn)工藝加強(qiáng)檢驗(yàn)、質(zhì)量控制和對元器件進(jìn)行篩選老化，可以大大降低早期失效率。這個(gè)時(shí)期失效高，但隨元件的工作時(shí)間的增加而失效率迅速降低；在早期失效之后，進(jìn)入偶然失效期，也稱隨機(jī)失效期。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，普通元器件和半導(dǎo)體元器件的失效規(guī)律不盡相同。（5）充分考慮元器件和產(chǎn)品的可靠性，適當(dāng)采用余度設(shè)計(jì)和備份設(shè)計(jì)。應(yīng)當(dāng)把可靠性設(shè)計(jì)與加工的可靠性密切配合起來，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量要求。若降低產(chǎn)品可靠性，雖然研制、生產(chǎn)費(fèi)用下降了，但其使用和維修費(fèi)將上升，總費(fèi)用仍有可能增加。在設(shè)計(jì)階段一定要按可靠性要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。提高設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性，主要是對設(shè)備采取各種有效的防護(hù)措施。熟練而正確的操作，及時(shí)的維護(hù)和保養(yǎng)都能顯著提高使用可靠性。它包括使用與維護(hù)的程序是否正確、設(shè)備選用是否合理，操作方法是否得當(dāng)以及其它人為的因素。產(chǎn)品越復(fù)雜，所用元器件越多，產(chǎn)品固有可靠性越低。對于元器件來說，原料品質(zhì)、制造工藝、工作參數(shù)等影響固有可靠性。 失效率等級名 稱符 號最大失效率(1/h)名 稱符號最大失效率(1/h)亞五級Y3105八 級B1108五 級W1105九 級J1109六 級N1106十 級S11010七 級Q11073． 可靠性的分類（1）固有可靠性 固有可靠性是指產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造時(shí)內(nèi)在的可靠性。（4） 平均壽命（平均正常工作時(shí)間）平均壽命是指產(chǎn)品正常工作的平均時(shí)間；對不可修復(fù)產(chǎn)品，是指產(chǎn)品失效前的平均工作或貯存時(shí)間；對可修復(fù)產(chǎn)品，平均壽命是指相鄰兩次故障間的平均時(shí)間。一般情況下，當(dāng)λ為常數(shù)時(shí)，失效率λ與可靠度R(t)滿足 R(t) = eλt （）即失效率越低，可靠度越高。用λ(t)表示，即 λ(t)= （）式中 N——試驗(yàn)樣品數(shù)； Δt——實(shí)驗(yàn)時(shí)的測試時(shí)間間隔，單位為小時(shí)（h） n(t)——時(shí)間從0到t時(shí)的失效數(shù)； n(t+Δt)——時(shí)間從0到（t+Δt）時(shí)的失效數(shù)； n(t+Δt) – n(t)——t時(shí)刻后，在Δt時(shí)間間隔內(nèi)的失效數(shù)； N – n(t)——時(shí)刻t時(shí)尚能正常工作的產(chǎn)品數(shù)。 F(t)= 100% （）F(t)越接近1，表示產(chǎn)品故障率越高。（2）故障率 故障率是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，失去規(guī)定功能的概率。，當(dāng)t=0時(shí)，表示產(chǎn)品試驗(yàn)或工作初期，R(0)=1，表示產(chǎn)品全部完好；當(dāng)t=∞，即產(chǎn)品試驗(yàn)或工作了無窮長時(shí)間， R(∞)=0，表示產(chǎn)品全部達(dá)到壽命終止期?？煽慷鹊奈锢硪饬x是：到某個(gè)試驗(yàn)期時(shí)，仍然完好的產(chǎn)品數(shù)與試驗(yàn)產(chǎn)品總數(shù)的比例，即完好產(chǎn)品（不失效）的概率。通常用R(t)表示。（1）可靠度（正常工作概率） 可靠度是指產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率。2． 可靠性的主要指標(biāo)電子產(chǎn)品功能的發(fā)揮，在很大程度上取決于產(chǎn)品可靠性的高低。我們可以用概率的方法來表示隨機(jī)事件發(fā)生的可能性大小。產(chǎn)品在使用過程中，常常因?yàn)楦鞣N偶然因素，如元件的突然損壞、應(yīng)力（電負(fù)荷、溫度、機(jī)械影響等）突變、維護(hù)或使用不當(dāng)?shù)鹊挠绊懚В茨骋痪唧w產(chǎn)品的失效具有偶然性。根據(jù)研究的具體對象，應(yīng)對電子產(chǎn)品的使用條件、使用時(shí)間、功能和失效做出具體規(guī)定。產(chǎn)品只有完成規(guī)定的全部功能，才被認(rèn)為是可靠的。最后，產(chǎn)品的可靠性是用完成“規(guī)定的功能”來衡量的。一般說來，產(chǎn)品經(jīng)過一個(gè)老化時(shí)間后，有一個(gè)較長時(shí)間的穩(wěn)定使用期，以后，隨著時(shí)間的推移，穩(wěn)定性逐漸下降，可靠性降低。又如，同一臺(tái)電子設(shè)備在實(shí)驗(yàn)室中使用和在野外使用，可靠性相差很大，環(huán)境條件越惡劣，設(shè)備的可靠性越低。規(guī)定條件不同，產(chǎn)品可靠性不同?？煽啃缘母拍畎龑雍x：首先，產(chǎn)品的可靠性是以“規(guī)定的條件”為前提的。工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容包括以下一些方面，從可制造性的角度看，設(shè)計(jì)人員應(yīng)有所了解，從而在設(shè)計(jì)中靈活運(yùn)用，更好的與工藝人員溝通。 設(shè)計(jì)步驟和內(nèi)容 注意點(diǎn) 電路 DFV, DFM, DFT, DFR PCB DFA, DFM, DFT, DFR, DFS 熱設(shè)計(jì) DFR EMC, EMI, ESD DFT, DFR 機(jī)械設(shè)計(jì) DFV, DFA, DFM, DFT, DFR, DFS 軟件 DFT, DFS 材料選擇 DFA, DFM, DFT, DFR, DFS 封裝及包裝 DFA, DFR優(yōu)良制造性的標(biāo)準(zhǔn)從2方面來定義。 DFM涉及的內(nèi)容DFM涉及的內(nèi)容有以下一些方面，l 熱對產(chǎn)品的影響l 器件特性l 可檢查和可測試性l 對環(huán)境的高度適應(yīng)能力（穩(wěn)定性）l 耐腐蝕性l 可制造性、可維修性l 防靜電能力對DFM/DFT/DFR/DFA等的要求，給設(shè)計(jì)人員增加了壓力，對于相關(guān)不確定的問題，可求助于工藝或相關(guān)人員。因此，設(shè)計(jì)的好與不好，也是有它的特定性。‘堅(jiān)固的工藝’是相對的，所以一套設(shè)