【正文】 根據(jù)降額設(shè)計水平不一樣，一般取K1=（101）102；考慮到產(chǎn)品的體積、重量與成本，一般取K1=101；K2——環(huán)境應(yīng)力篩選效果因子、產(chǎn)品經(jīng)過環(huán)境應(yīng)力篩選測試，可靠性將有一定幅度提高，一般K1=。K3——環(huán)境影響因子。產(chǎn)品使用于不同環(huán)境其取值也不同，K3取值見下表：使用環(huán)境K3推薦值測試室內(nèi)1普通室內(nèi)5陸用（固定）5108車載133020艦船載102215機載408050K4——機械結(jié)構(gòu)影響因子。在使用中，機械結(jié)構(gòu)件也會產(chǎn)生故障。一般取值K4=；K5——制造工藝影響因子。產(chǎn)品在制造過程中，制造工藝不良也會影響產(chǎn)品可靠性；一般取值K5=；N——系統(tǒng)所含電子元器件數(shù)量；MTBFS——系統(tǒng)平均故障間隔時間；用CW法預(yù)計可靠性指標，只需要知道設(shè)計中所以用到的電子元器件的個數(shù)、電子元器件的產(chǎn)地、系統(tǒng)將要使用的環(huán)境（就可以估計出系統(tǒng)的λS，從而得到MTBF）；*降額設(shè)計是一種為了提升產(chǎn)品可靠性而常用的設(shè)計方法，此部分內(nèi)容隨后給出說明。這里先給出一個CW法預(yù)計實例（例一）：某陸用移動產(chǎn)品，該產(chǎn)品含有進口電子元器件約為2000個，其固有可靠性指標為：λS=λ0K 1K 2K3K4K 5N=107101522000=15105/h在使用過程中，要求MTBF為200H，則設(shè)計目標值為800H，6667800，也就不需要改動了。但用戶要求MTBF為2000H（則設(shè)計目標值為8000H），對于一個MTBF為6667H的系統(tǒng)（此時的可靠性稱為系統(tǒng)的基本可靠性），為了達到MTBF為8000H的要求，就必須提升系統(tǒng)完成任務(wù)的能力（也就是提升系統(tǒng)的任務(wù)可靠性）。這種使產(chǎn)品的可靠性獲得提高的過程稱為可靠性增長。五、可靠性設(shè)計方法降額設(shè)計；降額設(shè)計，為了提升電子設(shè)備的可靠性而常用，主要是指構(gòu)成電子設(shè)備的元器件使用中所承受的應(yīng)力（電應(yīng)力和溫度應(yīng)力）低于元器件本身的額定值，以達到延緩其參數(shù)退化，增加工作壽命，提高使用可靠性的目的。施加在電子元器件上的電應(yīng)力、熱應(yīng)力大小直接影響電子元器件的失效率高低。如鍺NPN晶體管基本失效率與電應(yīng)力及熱應(yīng)力關(guān)系，如果溫度不變（0℃），則基本失效率降低了6倍；如果電應(yīng)力不變（）而溫度從90℃降至0℃，則基本失效率降低了16倍；如果負荷及溫度都降低，而溫度從55℃降至0℃，則基本失效率降低到原來的1/20。在降額設(shè)計中，“降”得越多，要選用的元器件在性能就應(yīng)該越好，成本也就越高，所以在降額設(shè)計過程中，要綜合考慮。電子產(chǎn)品發(fā)展到今天，人們已經(jīng)總結(jié)出“降額”的通用準則。但并不所有的電子產(chǎn)品都可以“降額”，在實現(xiàn)設(shè)計過程時，應(yīng)該注意：A、不應(yīng)將標準所推薦的降額量值絕對化，應(yīng)該根據(jù)產(chǎn)品的特殊性適當調(diào)整；B、應(yīng)注意到，有些元器件參數(shù)不能降額；C、一般說來，對于電子元器件，其應(yīng)用應(yīng)力越降低越能提高其使用可靠性，但卻不盡然。如聚苯乙烯電容器，降額太大易產(chǎn)生低電平失效；D、為了降低元器件的失效率，提高設(shè)備可靠性而大幅值降低其應(yīng)用應(yīng)力，按其功能往往需要增加元器件數(shù)量和接點，反而降低了設(shè)備可靠性；E、對器件進行降額應(yīng)用時，不能將所承受的各種應(yīng)力孤立看待，應(yīng)進行綜合權(quán)衡；F、不能用降額補償?shù)姆椒ń鉀Q低質(zhì)量元器件的使用問題，低質(zhì)量產(chǎn)品要慎重使用；冗余設(shè)計一個系統(tǒng)的可靠度為MTBF＝6667H，達不到設(shè)計目標值MTBF＝8000H；如果把兩個這樣的系統(tǒng)“并聯(lián)”起來，結(jié)果將會怎么樣呢？R1R1R1并聯(lián)分析：一個系統(tǒng)的可靠度MTBF＝6667H，對應(yīng)的失效密度為λ1，可靠度為R1，失效率為F1；并聯(lián)后的系統(tǒng)對應(yīng)的失效密度為λs，可靠度為Rs，失效率為Fs；則：Fs＝F1F1，F(xiàn)1＝1－el1tFs＝1－elstλ1 ＝1/MTBFMTBFs＝1/λs近似計算后得：MTBFs＝MTBF＝10000（h），也就滿足了設(shè)計目標值；這就是一個簡單的冗余設(shè)計例子；冗余設(shè)計過程中，必定會增加整個系統(tǒng)的體積、成本等；在整個設(shè)計過程中也要綜合考慮。在進行冗余設(shè)計時，一般情況下應(yīng)注意：A. 在設(shè)計時應(yīng)在可靠性、體積、重量及成本四者之間進行權(quán)衡優(yōu)化設(shè)計；B. 在設(shè)計時，不是構(gòu)成系統(tǒng)所有的單元都需要進行冗余設(shè)計，應(yīng)選取那些可靠性薄弱環(huán)節(jié)和對執(zhí)行任務(wù)及安全性影響至關(guān)重要單元進行冗余設(shè)計。C. 為了提高系統(tǒng)的任務(wù)可靠性，如果提高單元的元器件可靠性可以與進行冗余設(shè)計有相同可靠性水平；同時，提高單元的元器件水平較易且成本不高，那就采取提高單元的元器件可靠性水平，即選用高可靠元器件，尤其對長期工作的通訊產(chǎn)品尤為重要，往往在較長工作時間更顯現(xiàn)出選用高可靠元器件的優(yōu)越性；從上面的冗余設(shè)計中，可以看出兩個單元結(jié)構(gòu)是并聯(lián)的。除并聯(lián)處還有很多其它的結(jié)構(gòu)/模型，這里不作多述。熱設(shè)計對電子產(chǎn)品而言，一方面當溫度升高時失效率成指數(shù)形式增加、一方面是有些電子只能在某一溫度下使用，為了提升產(chǎn)品的可靠性，工作過程中，讓系統(tǒng)穩(wěn)定在一個合適的溫度是非常必要的；這樣，在設(shè)計的最初就應(yīng)該考慮到熱量的產(chǎn)生與發(fā)散的問題，這部份工作就是熱設(shè)計的主要內(nèi)容； 熱量的產(chǎn)生電子設(shè)備內(nèi)部熱源主要是一些發(fā)熱的電子元器件，如電真空器件、半導(dǎo)體器件、集成塊以及電阻器、電容器、變壓器、流圈等，它們的熱能均由電能轉(zhuǎn)換而成；集成電路的熱耗一般用VccIcc計算；高速飛行的導(dǎo)彈以及其它的飛行器，由于空氣阻力的作用，在設(shè)備的外殼上將產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量將傳到裝在飛行器內(nèi)的電子設(shè)備中；為了克服機械運動過程中的摩擦力將損失部分能量，這又是一種熱能的轉(zhuǎn)換形式；新電子設(shè)備所使用地點不同和載體用途不同及其在載體上所處位置其環(huán)境溫度也大不相同。如月球表面在太陽照射情況下可大274℃，而石油廁井儀探頭在進入300m井下可達300℃多； 熱傳導(dǎo)公式傳熱類型數(shù)學(xué)公式參數(shù)說明傳導(dǎo)散熱Q=KA△t/LQ=傳導(dǎo)散熱量（W） K=導(dǎo)熱系數(shù)（W/m ℃）A－導(dǎo)體橫截面積(m2) △t傳熱路徑兩端溫差（℃）L傳熱路徑長度（m）自然對流 散熱Q=h△tQ=對流散熱量（W） R=換熱系數(shù)（W/m2℃）A有效散熱面積(m2) △t換熱表面與流體溫差（℃）輻射換熱Q=εσT4Q=輻射散熱量（W） ε=散熱表面輻射率（W/m2℃）T絕對溫度（K） σ斯蒂芬玻爾茲曼常數(shù)(W/m2℃) 半導(dǎo)體器件 自然冷卻（tjta）/ф=Rj+Rb +Rftj——器件結(jié)溫 ta——環(huán)境溫度Rj——內(nèi)熱阻 Rb——界面熱阻Rf——散熱器熱阻 ф——器件功能 熱設(shè)計常用的技術(shù)措施為了使元件不在過高溫度下工作、以避免參數(shù)漂移、保持電氣性能穩(wěn)定，為了提升電子設(shè)備的可靠性、延長使用壽命，在產(chǎn)品最初設(shè)計時，我們就應(yīng)該考慮到產(chǎn)品的熱性能，使整個系統(tǒng)工作在合理的溫度范圍內(nèi)。電子設(shè)備的冷卻方法有多種，可以單獨地或由幾種冷卻方法聯(lián)合作用（如自然冷卻、強迫冷卻、蒸發(fā)冷卻、半導(dǎo)體制冷等方法），將熱量從設(shè)備中（或元件上）帶走，或傳到設(shè)備外的周圍介質(zhì)中去；在熱設(shè)計時，常用的技術(shù)措施有：應(yīng)最大限度地利用傳導(dǎo)、自然對流和輻射等簡單、可靠的冷卻技術(shù)。應(yīng)盡可能地縮短傳熱路徑，增大換熱（或?qū)幔┟娣e。元器件安裝時，要充分考慮周圍元器件輻射換熱的影響，熱敏器件應(yīng)遠離熱源或采取熱屏蔽措施。增加表面黑度，提高輻射換熱能力。對太陽輻射應(yīng)有相應(yīng)的防護措施。對嵌埋狀態(tài)的熱源，須用金屬傳熱器通至冷卻裝置。對需散熱1K以上的元器件應(yīng)安裝在金屬地底盤或傳熱通道上，并通至散熱器。在需要高傳熱性能時，可靠考慮采用導(dǎo)熱管，導(dǎo)熱管散熱量可比實心銅導(dǎo)體高數(shù)百倍。如果環(huán)氧玻璃樹脂印制線路板不足散發(fā)所產(chǎn)生的熱量，應(yīng)考慮加設(shè)散熱網(wǎng)絡(luò)和金屬條散熱。應(yīng)控制印制板組裝件之間的間距，一般可控制在1921mm之間。采用強制風(fēng)冷系統(tǒng)時應(yīng)保證在箱內(nèi)有足夠的正壓強。進氣口和排氣口之間應(yīng)有足夠距離，要避免熱風(fēng)回流。進入的空氣與排出的空氣之間的溫差應(yīng)小于14℃。設(shè)計時，應(yīng)注意強迫通風(fēng)與自然通風(fēng)的方向盡量一致。計算通風(fēng)自然冷卻設(shè)計條件計算密封設(shè)備是否需要密封設(shè)備是否滿足設(shè)計條件密封設(shè)備是否滿足設(shè)計條件可否用風(fēng)機用風(fēng)機能滿足條件?通風(fēng)設(shè)備強迫風(fēng)冷通風(fēng)設(shè)備自然冷卻其他冷卻特殊冷卻是否否是是是否否是是否否EMC設(shè)計電磁兼容是研究在有限的空間、時間和頻譜資源下，各種設(shè)備或系統(tǒng)可以共存而不致引起降級的一門科學(xué)。電磁兼容（EMC）包括電磁干擾（EMI）和電磁敏感度（EMS）兩個方面。電磁兼容是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力。要提升這種能力，有許多應(yīng)用課題要解決，如：電磁波的散射、透射、傳輸、孔縫耦合，各種干擾源的機理和特性，各種干擾參數(shù)的計算和測試，各種結(jié)構(gòu)的屏蔽效果，各種防護方法、測試方法、標準等等。對應(yīng)設(shè)計的方法也有多種，如：防靜電設(shè)計、防雷設(shè)計、防地電位升設(shè)計等等；一般從以下方面考慮，以保證產(chǎn)品的EMC特性：靜電放電的防護。首先要阻止電流直接進入電子線路，最普通的辦法就是建立完善的屏蔽結(jié)構(gòu)（必要時在外殼與電路之間增加第二層屏蔽層），屏蔽層接到電路的公共接地點上。對內(nèi)部的電路來說，如果需要與金屬外殼相連時，必須采用單點接地的方式，防止放電電流流過這個電路，造成傷害。屏蔽。采用屏蔽的目的有兩個：一是限制內(nèi)部的輻射電磁能越過某一區(qū)域；二是防止外來的輻射進入某一區(qū)域。主要對電場、電磁場、磁場進行屏蔽（現(xiàn)實對磁場的屏蔽更難）。接地。接地的目的一是防電擊，一是去除干擾。接地可分為兩大類，即安全接地與信號接地。接地時應(yīng)該注意：接地線愈短愈好、接地面應(yīng)具有高傳導(dǎo)性、切忌雙股電纜分開安裝、低頻宜采用單點接地系統(tǒng)、高頻應(yīng)采用多點接地系統(tǒng)、去除接地環(huán)路；濾波。實際工作中，無法完全做好接地與屏蔽的工作。因此，會采用濾波（將不需要的信號去除）的方式來彌補不足，主要通過濾波電路來實現(xiàn)。在實際使用中，由于設(shè)備所產(chǎn)生的雜訊中共模和差模的成分不一樣，所采用的濾波電路也有變化，可適當增加或減少濾波元件。具體電路的調(diào)整一般要經(jīng)過EMI測試后才能有滿意的結(jié)果。三次設(shè)計三次設(shè)計也稱田口方法，是田口玄一（日本）創(chuàng)立的優(yōu)化設(shè)計的方法。他認為，設(shè)計可以分三個階段進行：系統(tǒng)設(shè)計（提出初始設(shè)計方案）、參數(shù)設(shè)計（尋求參數(shù)的最佳搭配，提高產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性）、容差設(shè)計（對關(guān)鍵件以合適的公差范圍）。三次設(shè)計的目的是用廉價元器件做成質(zhì)量上乘、性能穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品。在三次設(shè)計中，參數(shù)設(shè)計是最重要的，是三次設(shè)計的核心。通過參數(shù)設(shè)計，即使采用參數(shù)波動大的元器件，產(chǎn)品的整機性能仍十分穩(wěn)定。如何達到此目的？首先使系統(tǒng)達到最大的信噪比（即保證系統(tǒng)在各種干擾的影響下是最穩(wěn)定的），而不是保證目標輸出值；接著再把系統(tǒng)的輸出特性值調(diào)整到目標值（這樣可以大大地提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性）。這個過程其實質(zhì)在于非線性效應(yīng)的利用。在一個非線性系統(tǒng)/器件中：器件的輸入X與輸出Y的一般波形如下圖；我們期望的目標輸出值在A點；在A點附近，如果輸入的變化量Dx，對應(yīng)的輸出變化量Dy將很大；所以在參數(shù)設(shè)計時，找到此器件最穩(wěn)定的輸出點：B點；在B點附近，如果輸入的變化量Dx，對應(yīng)的輸出變化量DY將很小；針對Ｂ點的輸出，我們采用一個線性器件把輸出值調(diào)整到對應(yīng)Ａ點的值即可。A輸入XDxDy輸出YBDxDY輔助的線性系統(tǒng)本節(jié)對可靠性設(shè)計中常用的方法，作了簡短的描述。希望起到拋磚引玉的作用，在設(shè)計階段將產(chǎn)品的可靠性定位、實現(xiàn)在較高的水平。第四節(jié) 可靠性保證研發(fā)階段，產(chǎn)品可以達到較高的可靠性要求，這只是第一步，只說明產(chǎn)品內(nèi)在可靠性能達到要求（下文簡稱“設(shè)計可靠性”）；但在生產(chǎn)制造過程中，若無適當?shù)馁|(zhì)量控制或可靠性措施，就會引起可靠性退化現(xiàn)象；批量生產(chǎn)的產(chǎn)品的可靠性，下文簡稱“生產(chǎn)可靠性”。實際上，在絕大部分企業(yè)內(nèi)，生產(chǎn)可靠性都會比研發(fā)可靠性差。另外，大家都知道，雖然產(chǎn)品在工廠進行了各種測試，但由于測試設(shè)備和運行操作都比較正確，在這種情況下往往處于較好的磨合狀態(tài)，問題尚不能及時暴露；而實際使用中運行條件（如野外的風(fēng)沙，海上的風(fēng)浪等）和使用人員的文化素質(zhì)以及操作水平往往不夠規(guī)范，在使用中失效的發(fā)生頻率要高得多。因此，從整個系統(tǒng)上來保證可靠性得以“延續(xù)”是必要的。一、文件的控制文件控制的基本要求：保證所有使用的文件都是有效文件。文件是知識的表現(xiàn)形式（如培訓(xùn)資料等）、是指導(dǎo)作業(yè)的基礎(chǔ)（如操作指導(dǎo)文件等）、是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的標準（如檢驗規(guī)范等）、是處理異常事情的依據(jù)（如合同等），是一個公司必不可少的東西，而公司也應(yīng)該確保文件的正確性和充分性。對文件的控制，包括對客戶資料的控制、各種標準的控制、公司內(nèi)部四級文件（質(zhì)量手冊、程序文件、操作指導(dǎo)、作業(yè)記錄）的控制，一般由文控中心（或資料室）來完成文件的控制。為方便控制，所有要求控制的文件都應(yīng)該有編號、版本號；文控中心通過對每一次發(fā)放做記錄來完成新文件的發(fā)放、新舊文件的更換，保證使用者手上只有一個最新版本。為方便查找，文控中心可以通過一些Excel表格、Access數(shù)據(jù)庫來管理文件；怎么與ISO9000如此相似？其實也就我從ISO9000上摘錄下來的。二、原材料和供應(yīng)商的控制 原材料和供應(yīng)商控制的基本要求：保證每個原材料滿足技術(shù)圖紙要求。對原材料，通過檢驗來控制質(zhì)量。對原材料分為兩類檢驗：一是性能方面的常規(guī)檢驗，針對每批進貨檢驗，采用兩方都同意的AQL依GB2828抽樣、檢驗；二是可靠性方面的例行測試，在一段時間（一個月、或一個季度）內(nèi)進行一次測試，采用兩