1、PAGE 第一章 概述電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造工藝111現(xiàn)代電子設(shè)備的特點 當當前，電電子技術(shù)術(shù)廣泛地地應(yīng)用于于國防、國國民經(jīng)濟濟各部門門以及人人民生活活等各個個領(lǐng)域。由于生產(chǎn)和和科學技技術(shù)的發(fā)發(fā)展，新新工藝和和新材料料應(yīng)用，超超小型化化元器件件和中大大規(guī)模、超超大規(guī)模模集成電電路的研研制和推推廣，使使電子設(shè)設(shè)備在電電路上和和結(jié)構(gòu)上上產(chǎn)生巨巨大的變變化。小小型化、超超小型化化、微型型化結(jié)構(gòu)構(gòu)的出現(xiàn)現(xiàn)，使得得一些傳傳統(tǒng)的設(shè)設(shè)計方法法逐漸被被機電結(jié)結(jié)合、光光點結(jié)合合等新技技術(shù)所取取代，再再加上電電子設(shè)備備要適應(yīng)應(yīng)更加廣廣泛的用用途和惡惡劣苛刻刻的工作作環(huán)境，就就使當代代電子設(shè)設(shè)備具有有不同于于過去的

2、的特點。這這些特點點可歸納納為以下下幾方面面：設(shè)備組成較較復(fù)雜，組組裝密度度大 現(xiàn)現(xiàn)代電子子設(shè)備要要求具有有多種功功能，設(shè)設(shè)備組成成較復(fù)雜雜，元器器件、零零部件數(shù)數(shù)量多，且且設(shè)備體體積要小小，組裝裝密度大大。尤其其是超大大規(guī)模集集成電路路及其衍衍生的各各種功能能模塊的的出現(xiàn)，使使電子設(shè)設(shè)備的組組裝密度度較過去去提高了了很多。設(shè)備使用范范圍廣，所所處的工工作環(huán)境境條件復(fù)復(fù)雜。 現(xiàn)現(xiàn)代電子子設(shè)備往往往要在在惡劣而而苛刻的的環(huán)境條條件下工工作。有有時要承承受高溫溫、低溫溫和巨大大溫差變變化；高高濕度和和低氣壓壓；強烈烈的沖擊擊和振動動；外界界的電磁磁干擾等等。這些些都會對對電子設(shè)設(shè)備的正正常工作作產(chǎn)

3、生影影響。設(shè)備可靠性性要求高高、壽命命長現(xiàn)代電子設(shè)設(shè)備要求求具有較較高的可可靠性和和足夠的的工作壽壽命?？煽煽啃缘偷偷碾娮幼釉O(shè)備將將失去使使用價值值。高可可靠性的的電子設(shè)設(shè)備，不不僅元器器件質(zhì)量量要求高高，在電電路設(shè)計計和結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計中中都要作作出較大大的努力力。設(shè)備要求高高精度、多多功能和和自動化化現(xiàn)代電子設(shè)設(shè)備往往往要求高高精度、多多功能和和自動化化，有的的還引入入了計算算機系統(tǒng)統(tǒng)，因而而其控制制系統(tǒng)較較為復(fù)雜雜。精密密機械廣廣泛地應(yīng)應(yīng)用于電電子設(shè)備備是現(xiàn)代代電子設(shè)設(shè)備的一一大特點點。自控控技術(shù)、遙遙控遙測測技術(shù)、計計算機數(shù)數(shù)據(jù)處理理技術(shù)和和精密機機械的緊緊密結(jié)合合，有的的電子設(shè)設(shè)備要求求有

4、智能能實現(xiàn)人人機交流流，使電電子設(shè)備備的精度度和自動動化程度度達到了了相當高高的水平平。 上上述電子子設(shè)備的的特點，只只是對整整體而言言，具體體到某種種設(shè)備又又各具自自己的特特點。由由于當代代電子設(shè)設(shè)備具有有上述特特點，對對電路設(shè)設(shè)計和結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計計的要求求更高了了，設(shè)計計、生產(chǎn)產(chǎn)人員充充分了解解電子設(shè)設(shè)備的特特點，對對于確保保電子設(shè)設(shè)備的性性能滿足足使用要要求十分分必要的的。1122 電子子設(shè)備的的制造工工藝和結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計計工藝工作是是企業(yè)生生產(chǎn)技術(shù)術(shù)的中心心環(huán)節(jié)，是是組織生生產(chǎn)和指指導生產(chǎn)產(chǎn)的一種種重要手手段。在在產(chǎn)品的的設(shè)計階階段，它它的內(nèi)容容是確定定產(chǎn)品的的制造方方案并完完善生產(chǎn)產(chǎn)前的技技

5、術(shù)準備備工作；在產(chǎn)品品的生產(chǎn)產(chǎn)制造階階段，它它的主要要內(nèi)容是是組織指指導符合合設(shè)計要要求的加加工生產(chǎn)產(chǎn)，直至至出廠為為止而采采取的必必要的技技術(shù)和管管理措施施。工藝藝工作按按內(nèi)容可可分為工工藝技術(shù)術(shù)和工藝藝管理，前前者是生生產(chǎn)實踐踐勞動技技能和應(yīng)應(yīng)用科學學研究成成果的積積累和總總結(jié)，是是工藝工工作的核核心；后后者是對對工藝工工作的計計劃、組組織、協(xié)協(xié)調(diào)與實實施，是是保證工工藝技術(shù)術(shù)在生產(chǎn)產(chǎn)中貫徹徹和發(fā)展展的管理理科學。工工藝技術(shù)術(shù)的實現(xiàn)現(xiàn)和發(fā)展展是由科科學的工工藝管理理工作來來保證和和實現(xiàn)的的。工藝藝工作將將各個部部門、各各個生產(chǎn)產(chǎn)環(huán)節(jié)聯(lián)聯(lián)系起來來成為一一個完整整的整體體。它的的著眼點點就是促

6、促進每項項工作操操作簡單單、流暢暢、高效效率、低低強度。設(shè)計和制造造電子設(shè)設(shè)備，除除滿足工工作性能能的要求求外，還還必須滿滿足加工工制造的的要求，電電路性能能指標的的實現(xiàn)，要要通過具具體的產(chǎn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)構(gòu)體現(xiàn)出出來。電電子設(shè)備備是隨著著電子技技術(shù)的發(fā)發(fā)展而發(fā)發(fā)展的，其其結(jié)構(gòu)和和構(gòu)成形形式也隨隨之發(fā)生生變化。初初期的設(shè)設(shè)備較簡簡陋，考考慮的主主要問題題是電路路設(shè)計。到到二十世世紀四十十年代，出出現(xiàn)了將將復(fù)雜設(shè)設(shè)備分為為若干部部件，樹樹立起結(jié)結(jié)構(gòu)級別別的先進進想法；為防止止氣候影影響，研研制出密密封外殼殼；為防防止機械械過載而而研制出出減振器器，設(shè)備備結(jié)構(gòu)功功能進一一步完善善，結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計成成為電子子設(shè)

7、備設(shè)設(shè)計的內(nèi)內(nèi)容。隨隨后，由由于軍用用電子技技術(shù)的發(fā)發(fā)展和野野戰(zhàn)的需需要，結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計計的內(nèi)容容逐步豐豐富起來來。目前前，結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計在在電子設(shè)設(shè)備的設(shè)設(shè)計中占占有較大大的比重重，直接接關(guān)系到到電子設(shè)設(shè)備的性性能和技技術(shù)指標標（條件件）的實實現(xiàn)。電電子設(shè)備備結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計和生生產(chǎn)工藝藝的任務(wù)務(wù)就是以以結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計為手手段，保保證所設(shè)設(shè)計的電電子設(shè)備備在既定定的工作作環(huán)境條條件和使使用要求求下，達達到技術(shù)術(shù)條件所所規(guī)定的的各項指指標，并并能穩(wěn)定定可靠地地完成預(yù)預(yù)期的功功能，即即保證電電子設(shè)備備的可靠靠性。1133 電子子設(shè)備結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計計與制造造工藝課課程內(nèi)容容電子設(shè)備備結(jié)構(gòu)與與工藝包包含了力力學、機機械學

8、、材材料學、熱熱學、電電學、化化學、美美學、環(huán)環(huán)境科學學等多門門基礎(chǔ)學學科的內(nèi)內(nèi)容，是是一門綜綜合性的的應(yīng)用型型邊緣學學科，作作為一門門課程，它它的內(nèi)容容只能涉涉及電子子設(shè)備機機構(gòu)與工工藝的最最基本內(nèi)內(nèi)容，具具體包括括以下內(nèi)內(nèi)容：電子設(shè)備的的工作環(huán)環(huán)境及其其對設(shè)備備的要求求；可靠性及提提高可靠靠性的方方法；電子產(chǎn)品常常用材料料的防腐腐蝕措施施；溫度對電子子設(shè)備的的影響及及散熱方方法；減振緩沖原原理及常常用減振振器的選選用；電磁干擾及及其屏蔽蔽，接地地技術(shù)；電子設(shè)備元元器件布布局與裝裝配；印制電路板板的結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計與與制造工工藝；電子設(shè)備整整機裝配配與調(diào)試試；電子產(chǎn)品的的微型化化結(jié)構(gòu)及及整機結(jié)結(jié)構(gòu)

9、。1.2 電子設(shè)設(shè)備的工工作環(huán)境境及其對對設(shè)備的的影響電子設(shè)備所所處的工工作環(huán)境境，按其其成因大大體可為為自然環(huán)環(huán)境、工工業(yè)環(huán)境境和特殊殊使用環(huán)環(huán)境。除除自然環(huán)環(huán)境外，工工業(yè)環(huán)境境和特殊殊使用環(huán)環(huán)境一般般是人為為制造和和改變的的，故也也被稱為為誘發(fā)環(huán)環(huán)境。表表1.11中列舉舉的環(huán)境境分類包包含了電電子設(shè)備備可能遭遭遇的各各種基本本環(huán)境。環(huán)境因素造造成的設(shè)設(shè)備故障障是嚴重重的。國國外曾對對機載電電子設(shè)備備進行故故障剖析析，結(jié)果果發(fā)現(xiàn)，550%以以上的故故障是由由環(huán)境因因素所致致。而溫溫度、濕濕度、振振動三項項環(huán)境造造成的故故障率則則高達444%。環(huán)境因素造造成的設(shè)設(shè)備故障障和失效效可分為為兩類：

10、一類是是功能故故障，指指設(shè)備的的各種功功能出現(xiàn)現(xiàn)不利的的變化，或或受環(huán)境境條件的的影響功功能不能能正常發(fā)發(fā)揮，一一旦外界界因素消消失，功功能仍能能恢復(fù)；另一類類是永久久性損壞壞，如機機械損壞壞等。表1.1自然環(huán)境工業(yè)環(huán)境和和特殊使使用環(huán)境境（誘發(fā)發(fā)環(huán)境）溫度霧氣溫度梯度加速度濕度輻射高壓、低壓壓高強度噪聲聲大氣壓真空瞬態(tài)沖擊電磁場降雨磁場高能沖擊腐蝕性介質(zhì)質(zhì)風沙靜電場周期振動固體粉塵鹽霧生物因素隨機振動電子設(shè)備所所處的環(huán)環(huán)境雖然然復(fù)雜多多樣，但但按其對對設(shè)備的的影響劃劃分，歸歸納起來來不外乎乎三個方方面，即即氣候因因素影響響，機械械因素影影響，電電磁干擾擾（也稱稱噪聲干干擾）影影響。13 對電

11、子子設(shè)備的的基本要要求為使電子設(shè)設(shè)備具有有較好的的使用性性能與制制造工藝藝性能，并并使其在在各種工工作環(huán)境境下能正正常可靠靠地工作作，設(shè)計計和制造造電子設(shè)設(shè)備時應(yīng)應(yīng)滿足相相應(yīng)的要要求。1311 工作作環(huán)境對對電子設(shè)設(shè)備的要要求如前所述，工工作環(huán)境境包括氣氣候環(huán)境境、機械械環(huán)境和和電磁環(huán)環(huán)境，它它們影響響著設(shè)備備的性能能與壽命命，為減減少和防防止各種種因素對對設(shè)備的的不良影影響，使使其能適適應(yīng)工作作環(huán)境，對對設(shè)備提提出了以以下要求求：氣候條件對對電子設(shè)設(shè)備的要要求（1）采取取散熱措措施，保保證電子子設(shè)備工工作溫度度不會過過高，元元器件工工作溫度度不超過過允許溫溫度。（2）采取取防護措措施，保保證

12、設(shè)備備內(nèi)的結(jié)結(jié)構(gòu)件、零零部件不不受潮濕濕、鹽霧霧、大氣氣污染等等氣候因因素的侵侵蝕。對對某些電電子設(shè)備備或部件件還應(yīng)采采取密封封措施。機械條件對對電子設(shè)設(shè)備的要要求（1）采取取減振緩緩沖措施施，保證證設(shè)備內(nèi)內(nèi)的各種種元器件件、零部部件在外外界機械械條件的的作用下下不致?lián)p損壞和失失效。（2）提高高設(shè)備的的耐振動動抗沖擊擊能力，保保證其工工作的可可靠性。電磁環(huán)境對對電子設(shè)設(shè)備的要要求（1）采取取各種屏屏蔽措施施，使電電子設(shè)備備在各種種干擾存存在的情情況下，還還能有效效地工作作，從結(jié)結(jié)構(gòu)上提提高電子子設(shè)備的的電磁兼兼容能力力。（2）通過過合理的的布線、線線路設(shè)計計和接地地，從電電路方面面減少電電磁干

13、擾擾對設(shè)備備的影響響。1322 使用用方面對對電子設(shè)設(shè)備的要要求電子設(shè)備的的生產(chǎn)設(shè)設(shè)計是基基于使用用的，應(yīng)應(yīng)充分考考慮使用用方面對對設(shè)備的的要求。體積重量要要求電子設(shè)備正正在向小小型化發(fā)發(fā)展，體體積和重重量日益益減小，這這是電子子設(shè)備得得到廣泛泛應(yīng)用的的原因之之一。減減小設(shè)備備體積和和重量不不但有經(jīng)經(jīng)濟意義義，有時時甚至起起決定作作用。例例如軍用用電子設(shè)設(shè)備，減減小其體體積重量量，直接接影響部部隊的戰(zhàn)戰(zhàn)斗力和和裝備使使用的靈靈活性，同同時對減減小體力力消耗，提提高戰(zhàn)斗斗力有重重要作用用。研究究電子設(shè)設(shè)備體積積重量的的要求，應(yīng)應(yīng)考慮設(shè)設(shè)備的用用途、運運載工具具、機械械負荷等等因素。另另外，對對于

14、生產(chǎn)產(chǎn)批量很很大的產(chǎn)產(chǎn)品還要要特別考考慮經(jīng)濟濟因素。描述電子設(shè)設(shè)備體積積重量的的指標主主要有兩兩個：平平均比重重（重量量體積比比）和體體積填充充系數(shù)。首先，緊湊湊性提高高，受到到溫升限限制。設(shè)設(shè)備的平平均比重重增大，則則單位體體積發(fā)熱熱量增加加，為保保證設(shè)備備正常工工作，就就需要采采用冷卻卻系統(tǒng)，而而冷卻系系統(tǒng)本身身就具有有一定的的體積和和重量，反反而提高高了設(shè)備備的總體體積和總總重量。溫溫升限制制是大多多數(shù)設(shè)備備（尤其其是大功功率設(shè)備備）提高高緊湊性性時遇到到的最大大困難。其次，緊湊湊性提高高，設(shè)備備穩(wěn)定度度下降。尤尤其是超超高頻和和高壓設(shè)設(shè)備，分分布電容容廣，易易產(chǎn)生自自激和脈脈沖波形形變

15、壞。另另外，元元器件之之間距離離小還容容易產(chǎn)生生短路和和擊穿。再次，緊湊湊性提高高給生產(chǎn)產(chǎn)時的裝裝配和使使用時的的維護修修理帶來來一定困困難，降降低設(shè)備備的可靠靠性。最后，緊湊湊性高的的設(shè)備，在在整機結(jié)結(jié)構(gòu)方面面要求有有較高的的零件加加工精度度和裝配配精度，因因而提高高了產(chǎn)品品成本。2 操縱縱維修要要求電子設(shè)備的的操縱性性能如何何，是否否便于維維護修理理，直接接影響設(shè)設(shè)備的可可靠性。在在設(shè)備的的結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計中要要全面考考慮。（1）設(shè)備備要操縱縱簡單，控控制結(jié)構(gòu)構(gòu)輕便，為為操縱者者提供良良好的工工作條件件。（2）設(shè)備備安全可可靠，有有保險裝裝置。當當操縱者者發(fā)生誤誤操作時時，不會會損壞設(shè)設(shè)備，更更

16、不能危危及人身身安全。（3）設(shè)備備的體積積填充系系數(shù)在可可能的情情況下應(yīng)應(yīng)取低一一些（最最好不超超過0.3），以以保證元元器件間間有足夠夠的空間間，便于于裝拆和和維修。（4）有便便于維修修的結(jié)構(gòu)構(gòu)。如采采用插入入式或折折疊式的的結(jié)構(gòu)；快速裝裝拆結(jié)構(gòu)構(gòu)；可換換部件式式結(jié)構(gòu)；可調(diào)元元件、測測試點布布置在設(shè)設(shè)備的同同一面等等。（5）設(shè)備備應(yīng)具有有過負荷荷保護裝裝置（如如過電流流、過電電壓保護護），危危險和高高壓處應(yīng)應(yīng)用警告告標志和和自動安安全保護護裝置（如如高壓自自動斷路路門開關(guān)關(guān)）等，以以確保維維修安全全。（6）設(shè)備備最好具具備監(jiān)測測裝置和和故障預(yù)預(yù)報裝置置，能使使操縱者者盡早發(fā)發(fā)現(xiàn)故障障或預(yù)測測

17、失效元元器件，及及時更換換維修。1333 生產(chǎn)產(chǎn)方面對對電子設(shè)設(shè)備的要要求1 生產(chǎn)產(chǎn)條件對對電子設(shè)設(shè)備的要要求電子設(shè)備在在研制階階段之后后要投入入生產(chǎn)。生生產(chǎn)廠的的設(shè)備情情況、技技術(shù)水平平、工藝藝水平、生生產(chǎn)能力力、生產(chǎn)產(chǎn)周期、生生產(chǎn)管理理水平等等因素，都都屬于生生產(chǎn)條件件。電子子設(shè)備如如果要順順利地生生產(chǎn)必須須滿足生生產(chǎn)條件件對它的的要求，否否則，就就不可能能生產(chǎn)出出優(yōu)質(zhì)的的產(chǎn)品，甚甚至根本本無法生生產(chǎn)。（1）電子子設(shè)備中中的零部部件、元元器件的的品種和和規(guī)格盡盡可能地地少，技技術(shù)參數(shù)數(shù)、形狀狀、尺寸寸應(yīng)盡最最大限度度標準化化和規(guī)格格化，盡盡量采用用生產(chǎn)廠廠以前曾曾經(jīng)生產(chǎn)產(chǎn)過的零零部件或或其

18、它專專業(yè)廠生生產(chǎn)的通通用零部部件或產(chǎn)產(chǎn)品，這這樣便于于生產(chǎn)管管理，有有利于提提高產(chǎn)品品質(zhì)量，保保持產(chǎn)品品繼承性性，并能能降低成成本。（2）設(shè)備備中的機機械零部部件、元元器件必必須具有有較好的的結(jié)構(gòu)工工藝性，能能夠采用用先進的的工藝方方法和流流程，原原材料消消耗降低低，加工工工時短短。例如如，零件件的結(jié)構(gòu)構(gòu)、尺寸寸和形狀狀便于實實現(xiàn)工序序自動化化；以無無屑加工工代替切切削加工工；提高高沖制件件、壓塑塑件的數(shù)數(shù)量和比比例等。（3）設(shè)備備所使用用的原材材料，其其品種規(guī)規(guī)格越少少越好，應(yīng)應(yīng)盡可能能地少用用或不用用貴重材材料，立立足于使使用國產(chǎn)產(chǎn)材料和和來源多多、價格格低的材材料。（4）設(shè)備備（含零零部

19、件）的的加工精精度的要要求要與與技術(shù)要要求相適適應(yīng)，不不允許無無根據(jù)地地追求高高精度。在在滿足產(chǎn)產(chǎn)品性能能指標的的前提下下，其精精度等級級應(yīng)盡可可能的低低，裝配配也應(yīng)簡簡易化，盡盡量不搞搞選配和和修配，便便于自動動流水生生產(chǎn)。2 經(jīng)濟濟性對電電子設(shè)備備的要求求電子設(shè)備的的經(jīng)濟性性包括使使用經(jīng)濟濟性和生生產(chǎn)經(jīng)濟濟性兩方方面內(nèi)容容。設(shè)備備在使用用、貯存存和運輸輸過程中中所消耗耗的費用用，稱為為使用經(jīng)經(jīng)濟性，其其中維修修費所占占的比例例最大，電電費次之之。生產(chǎn)產(chǎn)經(jīng)濟性性是指生生產(chǎn)成本本，它包包括生產(chǎn)產(chǎn)準備費費用，原原材料和和輔助材材費用，工工資和附附加費用用、管理理費用等等。為提提高產(chǎn)品品的經(jīng)濟濟性

20、。在在設(shè)計階階段應(yīng)考考慮以下下幾個問問題：（1）研究究產(chǎn)品的的技術(shù)條條件，分分析產(chǎn)品品設(shè)計參參數(shù)、性性能和使使用條件件，正確確制定設(shè)設(shè)計方案案和確定定產(chǎn)品的的復(fù)雜程程度，這這是產(chǎn)品品經(jīng)濟性性的首要要環(huán)節(jié)。（2）由產(chǎn)產(chǎn)量確定定產(chǎn)品結(jié)結(jié)構(gòu)形式式和生產(chǎn)產(chǎn)類型。產(chǎn)產(chǎn)量的大大小決定定著生產(chǎn)產(chǎn)批量的的規(guī)模，進進而影響響生產(chǎn)方方式類型型。（3）在保保證產(chǎn)品品性能的的條件下下，按最最經(jīng)濟的的生產(chǎn)方方式設(shè)計計零部件件，在滿滿足產(chǎn)品品技術(shù)要要求的條條件下，選選用最經(jīng)經(jīng)濟合理理的原材材料和元元器件，以以降低產(chǎn)產(chǎn)品的成成本。（4）周密密設(shè)計產(chǎn)產(chǎn)品的結(jié)結(jié)構(gòu)，使使產(chǎn)品具具有較好好的操作作維修性性能和使使用性能能，降低低設(shè)

21、備的的維修和和使用費費用。14 可可制造性性設(shè)計（DDFM）概念1.4.11 可制制造性設(shè)設(shè)計概念念為什么現(xiàn)今今的管理理對設(shè)計計師在這這方面的的表現(xiàn)特特別重視視呢？主主要是因因為設(shè)計計是整個個產(chǎn)品壽壽命的第第一站。在在效益學學的觀點點上來說說，問題題越早發(fā)發(fā)現(xiàn)就能能夠越早早解決，其其成本效效益也就就越高，問問題對公公司造成成的損失失也就越越低。在在電子生生產(chǎn)管理理上，曾曾有學者者做出這這樣的預(yù)預(yù)測，即即在每一一個主要要工序上上，其后后工序的的解決成成本費用用為前一一道工序序的100倍以上上。例如如設(shè)計問問題如果果在試制制時才給給予更正正，其所所需要將將會較在在設(shè)計時時解決高高出超過過10倍，而

22、而如果這這設(shè)計問問題沒法法在試制制時解決決，當它它流到再再下一個個主要工工序的批批量生產(chǎn)產(chǎn)時，其其解決費費用就可可能高達達1000倍以上上。此外外，對于于設(shè)計造造成的問問題，即即使公司司擁有最最好的設(shè)設(shè)備和工工藝知識識，也未未必能夠夠很完善善的解決決。所以以基于以以上的原原因，把把設(shè)計工工作做好好是門很很重要的的管理。所所謂把設(shè)設(shè)計做的的好，這這里指的的是包括括產(chǎn)品功功能、性性能、可可制造性性和質(zhì)量量等各方方面。當前技術(shù)的的快速發(fā)發(fā)展，如如芯片集集成、電電子組裝裝、材料料、生產(chǎn)產(chǎn)設(shè)備和和管理技技術(shù)等方方面快速速發(fā)展使使得電路路板組裝裝密度越越來越高高，電子子產(chǎn)品亦亦向微型型化、低低價格、多多功

23、能方方向發(fā)展展，這就就導致制制造對設(shè)設(shè)計的依依賴越來來越強。 不論公司從從事的是是什么樣樣的產(chǎn)品品，不論論設(shè)計師師面對的的顧客是是內(nèi)部或或是外部部顧客，對對設(shè)計師師的要求求都可說說是一致致的。他他們的要要求都離離開不三三方面。即即優(yōu)良或或至少滿滿意的品品質(zhì)、相相對較低低的成本本（或價價格）、和和有較短短而及時時的交貨貨期。而而身為一一代的設(shè)設(shè)計師，其其職責已已不是單單純的把把產(chǎn)品的的功能和和性能設(shè)設(shè)計出來來那么簡簡單，而而是必須須對以上上所提到到的三方方面負責責，并做做出貢獻獻。 目前在工業(yè)業(yè)界里，幾幾乎沒有有人不談?wù)勂焚|(zhì)管理的的。先進進管理觀觀念強調(diào)調(diào)，品質(zhì)質(zhì)不是制制造出來來的，而而應(yīng)該是是

24、設(shè)計出出來的。這這觀念有有其重要要的地方方，是使使用用戶戶從以往往較被動動的關(guān)注注點（生生產(chǎn)線上上）移到到較主動動的關(guān)注注點（設(shè)設(shè)計上）。但但說法不不夠完善善。嚴格格和具體體來說，品品質(zhì)既不不是生產(chǎn)產(chǎn)來的，也也不是單單靠設(shè)計計來的，而而應(yīng)該是是配合來來的。好好的品質(zhì)質(zhì)是通過過良好的的設(shè)計（配配合工藝藝和生產(chǎn)產(chǎn)能力的的設(shè)計），優(yōu)優(yōu)良的工工藝調(diào)制制，和生生產(chǎn)線上上的工藝藝管制而而獲得的的。而這這三者又又是需要要有良好好的品質(zhì)質(zhì)管理理理念、知知識、系系統(tǒng)和制制度來確確保的。在確保產(chǎn)品品高而穩(wěn)穩(wěn)定的品品質(zhì)、高高生產(chǎn)效效率和低低生產(chǎn)成成本、以以及準確確的交貨貨時間，我我們的生生產(chǎn)線必必須要有有一套所所謂

25、的堅固工工藝（Robbustt Prroceess）。而而堅固工工藝是必必須通過過設(shè)計、工工藝能力力、各設(shè)設(shè)備性能能之間的的完好配配合才能能實現(xiàn)的的。所謂謂堅固工工藝，是是指其對對外界各各種影響響它表現(xiàn)現(xiàn)的因素素的靈敏敏度很低低。也就就是說，對對這些因因素的大大變化，其其整體效效果還是是穩(wěn)定不不變或只只限于合合格范圍圍內(nèi)的變變動。堅固的工工藝是相對對的，所所以一套套設(shè)計規(guī)規(guī)范也是是有其針針對性的的。它在在某一生生產(chǎn)環(huán)境境下（設(shè)設(shè)備、管管理、材材料、工工藝能力力、品質(zhì)質(zhì)標準）也也許是堅固的，但但在另一一個環(huán)境境下卻可可能變得得不堅固。因此此，設(shè)計計的好與與不好，也也是有它它的特定定性。用用戶必須

26、須了解和和牢記這這一點。1.4.22 DDFM涉涉及的內(nèi)內(nèi)容DFM涉及及的內(nèi)容容有以下下一些方方面，熱對產(chǎn)品的的影響器件特性可檢查和可可測試性性對環(huán)境的高高度適應(yīng)應(yīng)能力（穩(wěn)穩(wěn)定性）耐腐蝕性可制造性、可可維修性性防靜電能力力對DFM/DFTT/DFFR/DDFA等等的要求求，給設(shè)設(shè)計人員員增加了了壓力，對對于相關(guān)關(guān)不確定定的問題題，可求求助于工工藝或相相關(guān)人員員。產(chǎn)品設(shè)計要要素有如如下一些些方面，不不同的產(chǎn)產(chǎn)品有不不同的考考慮重點點DFV價格設(shè)設(shè)計Deesiggn ffor Vallue (peerfoormaancee / priice rattio)DFR可靠性性設(shè)計(Dessignn fo

27、or RReliiabiilitty)DFM可制造造性設(shè)計計(Deesiggn ffor Mannufaactuurabbiliity)DFA 可裝裝配性設(shè)設(shè)計(DDesiign forr Asssemmblyy)DFT 可測測試設(shè)計計(Deesiggn ffor Tesstabbiliity)DFS 可維維護性設(shè)設(shè)計(DDesiign forr SServvicaabillityy) 各設(shè)計階段段考慮因因素亦有有所不同同，設(shè)計計者應(yīng)明明白在設(shè)設(shè)計中應(yīng)應(yīng)考慮何何種內(nèi)容容。設(shè)計步驟驟和內(nèi)容容 注意點點電路 DFVV, DDFM, DFFT, DFRRPCB DFAA, DDFM, DFFT, D

28、FRR, DDFS 熱設(shè)計計 DDFREMC, EMMI, ESDD DFTT, DDFR機械設(shè)計計 DFVV, DDFA, DFFM, DFTT, DDFR, DFFS軟件 DDFT, DFFS材料選擇擇 DFAA, DDFM, DFFT, DFRR, DDFS封裝及包包裝 DFAA, DDFR優(yōu)良制造性性的標準準從2方面來來定義。一一是產(chǎn)品品的可制制造性，包包括高的的生產(chǎn)效效率、產(chǎn)產(chǎn)品的高高穩(wěn)定性性、生產(chǎn)產(chǎn)線可接接受的缺缺陷率幾幾方面的的定義；另一方方面是產(chǎn)產(chǎn)品的高高可靠性性的定義義，如產(chǎn)產(chǎn)品適應(yīng)應(yīng)不同環(huán)環(huán)境的變變化的參參數(shù)定義義、產(chǎn)品品的使用用周期定定義。工藝設(shè)計內(nèi)內(nèi)容包括括以下一一些方

29、面面，從可可制造性性的角度度看，設(shè)設(shè)計人員員應(yīng)有所所了解，從從而在設(shè)設(shè)計中靈靈活運用用，更好好的與工工藝人員員溝通?；竟に嚶仿肪€的選選取設(shè)備能力的的考慮設(shè)備輔助工工具的考考慮工藝設(shè)計規(guī)規(guī)范工藝參數(shù)的的調(diào)制工藝管制及及檢驗 15 產(chǎn)品可可靠性1511 可靠靠性概述述1 可靠靠性的概概念可靠性是指指產(chǎn)品在在規(guī)定的的時間內(nèi)內(nèi)和規(guī)定定的條件件下，完完成規(guī)定定功能的的能力?？煽煽啃缘牡母拍畎龑訉雍x：首先，產(chǎn)產(chǎn)品的可可靠性是是以“規(guī)定的的條件”為前提提的。所所謂“規(guī)定的的條件”是指在在規(guī)定的的時內(nèi)產(chǎn)產(chǎn)品使用用時的應(yīng)應(yīng)力條件件、環(huán)境境條件和和儲存條條件等，。規(guī)規(guī)定條件件不同，產(chǎn)產(chǎn)品可靠靠性不同同。

30、例如如，一般般半導體體器件使使用時的的輸出功功率越小小，其可可靠性越越高。又又如，同同一臺電電子設(shè)備備在實驗驗室中使使用和在在野外使使用，可可靠性相相差很大大，環(huán)境境條件越越惡劣，設(shè)設(shè)備的可可靠性越越低。其其次，產(chǎn)產(chǎn)品的可可靠性與與“規(guī)定的的時間”密切相相關(guān)。一一般說來來，產(chǎn)品品經(jīng)過一一個老化化時間后后，有一一個較長長時間的的穩(wěn)定使使用期，以以后，隨隨著時間間的推移移，穩(wěn)定定性逐漸漸下降，可可靠性降降低。時時間越長長，可靠靠性越低低。最后后，產(chǎn)品品的可靠靠性是用用完成“規(guī)定的的功能”來衡量量的。這這里所謂謂功能是是指產(chǎn)品品的全部部功能，而而不是其其中一部部分。產(chǎn)產(chǎn)品只有有完成規(guī)規(guī)定的全全部功能

31、能，才被被認為是是可靠的的?？煽啃允钱a(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量量的一個個重要方方面，通通常所說說的產(chǎn)品品質(zhì)量好好，包含含兩層意意思：一一是達到到預(yù)期的的技術(shù)指指標，二二是要在在使用中中很可靠靠。根據(jù)據(jù)研究的的具體對對象，應(yīng)應(yīng)對電子子產(chǎn)品的的使用條條件、使使用時間間、功能能和失效效做出具具體規(guī)定定。產(chǎn)品的可靠靠性是用用概率來來表示的的。產(chǎn)品品在使用用過程中中，常常常因為各各種偶然然因素，如如元件的的突然損損壞、應(yīng)應(yīng)力（電電負荷、溫溫度、機機械影響響等）突突變、維維護或使使用不當當?shù)鹊挠坝绊懚?，即即某一具具體產(chǎn)品品的失效效具有偶偶然性。但但是，大大量偶然然事件中中包含規(guī)規(guī)律性是是必然的的。我們們可以用用概率

32、的的方法來來表示隨隨機事件件發(fā)生的的可能性性大小。即即我們雖雖無法確確切地知知道產(chǎn)品品出現(xiàn)失失效的時時間，但但我們可可以求出出產(chǎn)品在在規(guī)定時時間和條條件下完完成規(guī)定定功能的的可能性性大小。2 可靠靠性的主主要指標標電子產(chǎn)品功功能的發(fā)發(fā)揮，在在很大程程度上取取決于產(chǎn)產(chǎn)品可靠靠性的高高低。在在可靠性性理論中中，描述述可靠性性的特征征量有許許多種，這這里給出出可靠性性的最基基本的幾幾個指標標。（1）可靠靠度（正正常工作作概率） 可靠度是指產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率。顯然，可靠度是可靠性的定量表示。通常用R(t)表示。R(t)= 1000% （1.11）式中 R(t)產(chǎn)品在在時間t

33、t內(nèi)正常常工作的的概率； N試驗樣樣品數(shù)； n 規(guī)定定時間tt內(nèi)的故故障數(shù)；（N - n）規(guī)定定時間tt內(nèi)仍然然完好的的產(chǎn)品數(shù)數(shù)?？煽慷鹊奈镂锢硪饬x義是：到到某個試試驗期時時，仍然然完好的的產(chǎn)品數(shù)數(shù)與試驗驗產(chǎn)品總總數(shù)的比比例，即即完好產(chǎn)產(chǎn)品（不不失效）的的概率。試試驗樣品品按規(guī)定定抽取，不不可能無無窮多，有有足夠數(shù)數(shù)量即可可。在1.1式式中，當當t=0時，表表示產(chǎn)品品試驗或或工作初初期，RR(0)=1，表表示產(chǎn)品品全部完完好；當當t=，即產(chǎn)產(chǎn)品試驗驗或工作作了無窮窮長時間間， RR()=0，表表示產(chǎn)品品全部達達到壽命命終止期期。顯然然，0R(tt)1 ，R(tt)越接接近1，表示示可靠度度越大

34、。（2）故障障率 故障率率是指產(chǎn)產(chǎn)品在規(guī)規(guī)定的條條件和規(guī)規(guī)定的時時間內(nèi)，失失去規(guī)定定功能的的概率。通通常用FF(t)表示。 FF(t)= 1000% （1.22）F(t)越越接近11，表示示產(chǎn)品故故障率越越高。FF(t)與R(tt)是對對立事件件，二者者的關(guān)系系是： F(t)+R(tt)=11 （1.33）（3）失效效率（瞬瞬時失效效率） 失效效率是指指產(chǎn)品工工作到tt時刻后后的一單單位時間間內(nèi)的失失效數(shù)與與在t時刻尚尚能正常常工作的的產(chǎn)品數(shù)數(shù)之比。用用(t)表示，即即 (t)= （1.44）式中 N試驗驗樣品數(shù)數(shù)； t實驗驗時的測測試時間間間隔，單單位為小小時（hh） nn(t)時間間從0到

35、t時的失失效數(shù)； nn(t+t)時間從從0到（t+t）時的失失效數(shù)； nn(t+t) nn(t)t時刻后后，在t時間間間隔內(nèi)的的失效數(shù)數(shù)； NN n(tt)時刻t時尚能能正常工工作的產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)。失效與產(chǎn)品品的可靠靠度有密密切聯(lián)系系。一般般情況下下，當為常數(shù)數(shù)時，失失效率與可靠靠度R(t)滿足足 R(tt) = ee-t （1.55）即失效率越越低，可可靠度越越高。(t)用單位位時間的的百分數(shù)數(shù)表示，用用110-66/10000hh（或110-99/h）作作為失效效率單位位，即1100萬萬個元件件工作110000小時后后出現(xiàn)一一個失效效元件，稱稱為1菲特。失失效率等等級劃分分如表11.3表表示。（

36、4） 平平均壽命命（平均均正常工工作時間間）平均壽命是是指產(chǎn)品品正常工工作的平平均時間間；對不不可修復(fù)復(fù)產(chǎn)品，是是指產(chǎn)品品失效前前的平均均工作或或貯存時時間；對對可修復(fù)復(fù)產(chǎn)品，平平均壽命命是指相相鄰兩次次故障間間的平均均時間。平平均壽命命可表達達為： tt=ti/N （11.6）式中 t平均均壽命； ti試驗驗樣品數(shù)數(shù)正常工工作時間間之和； N試驗驗樣品數(shù)數(shù)（對可可修復(fù)產(chǎn)產(chǎn)品，NN是試驗驗樣品中中的維修修總次數(shù)數(shù)）。表1.3 失效效率等級級名 稱符 號最大失效率率(1/h)名 稱符號最大失效率率(1/h)亞五級Y310-5八 級B110-8五 級W110-5九 級J110-9六 級N110-6

37、十 級S110-10七 級Q110-73 可靠靠性的分分類（1）固有有可靠性性 固有有可靠性性是指產(chǎn)產(chǎn)品的設(shè)設(shè)計、制制造時內(nèi)內(nèi)在的可可靠性。對對電子產(chǎn)產(chǎn)品來說說，產(chǎn)品品的復(fù)雜雜程度、電電路和元元器件的的選擇與與使用、元元器件的的工作參參數(shù)及其其可靠度度，以及及機械結(jié)結(jié)構(gòu)和制制造工藝藝等影響響產(chǎn)品的的固有可可靠性。對對于元器器件來說說，原料料品質(zhì)、制制造工藝藝、工作作參數(shù)等等影響固固有可靠靠性。電電子產(chǎn)品品的固有有可靠性性在很大大程度上上依賴于于元器件件的可靠靠性。產(chǎn)產(chǎn)品越復(fù)復(fù)雜，所所用元器器件越多多，產(chǎn)品品固有可可靠性越越低。（2）使用用可靠性性 使用可可靠性是是指使用用和維護護人員對對產(chǎn)品可

38、可靠性的的影響。它它包括使使用與維維護的程程序是否否正確、設(shè)設(shè)備選用用是否合合理，操操作方法法是否得得當以及及其它人人為的因因素。使使用可靠靠性在很很大程度度上依賴賴于使用用設(shè)備的的人。熟熟練而正正確的操操作，及及時的維維護和保保養(yǎng)都能能顯著提提高使用用可靠性性。（3）環(huán)境境適應(yīng)性性 環(huán)境境適應(yīng)性性是指產(chǎn)產(chǎn)品所處處的環(huán)境境條件對對可靠性性的影響響。提高高設(shè)備的的環(huán)境適適應(yīng)性，主主要是對對設(shè)備采采取各種種有效的的防護措措施。4 可靠靠性設(shè)計計的基本本原則（1）設(shè)計計方案的的簡化 在滿滿足產(chǎn)品品性能的的要求下下，要盡盡量減化化設(shè)計方方案，減減少所用用元器件件的數(shù)目目，選用用可靠性性高的元元器件，盡

39、盡可能降降低元器器件的使使用應(yīng)力力強度（降降額使用用），這這是提高高電子產(chǎn)產(chǎn)品可靠靠性的重重要環(huán)節(jié)節(jié)。在設(shè)設(shè)計階段段一定要要按可靠靠性要求求進行設(shè)設(shè)計。（2）注意意可靠性性與經(jīng)濟濟性的關(guān)關(guān)系 產(chǎn)品的的可靠性性提高，將將造成生生產(chǎn)和科科研費用用增加，即即生產(chǎn)成成本提高高，但使使用和維維修費用用將隨可可靠性提提高而降降低，因因此總的的費用不不一定增增加。若若降低產(chǎn)產(chǎn)品可靠靠性，雖雖然研制制、生產(chǎn)產(chǎn)費用下下降了，但但其使用用和維修修費將上上升，總總費用仍仍有可能能增加。（3）可靠靠性與可可維修性性 考慮慮電子產(chǎn)產(chǎn)品可靠靠性設(shè)計計時，還還應(yīng)考慮慮可維修修（4）加工工工藝的的可靠性性 工藝藝加工必必須保

40、證證產(chǎn)品元元器件在在加工過過程中，不不致受到到熱力、機機械的和和電氣的的損傷，并并嚴格按按照工藝藝文件的的要求進進行加工工。應(yīng)當當把可靠靠性設(shè)計計與加工工的可靠靠性密切切配合起起來，以以保證產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)質(zhì)量要求求。關(guān)于于加工工工藝的要要求，在在以后各各章中均均有涉及及，在此此不再贅贅述。（5）充分分考慮元元器件和和產(chǎn)品的的可靠性性，適當當采用余余度設(shè)計計和備份份設(shè)計。1522 元器器件可靠靠性與產(chǎn)產(chǎn)品可靠靠性1 元器器件的可可靠性元器件的可可靠性通通常用失失效率來來表征。實實踐發(fā)現(xiàn)現(xiàn)，普通通元器件件和半導導體元器器件的失失效規(guī)律律不盡相相同。（1）元器器件的失失效規(guī)律律普通電子元元器件的的失效規(guī)

41、規(guī)律如圖圖1.2所所示，這這就是常常說的船船形曲線線或浴盆盆曲線，它它分為三三個階段段： 圖1.2 典型普普通元器器件失效效曲線在使用的早早期，由由于設(shè)計計、制造造上的缺缺陷而發(fā)發(fā)生的失失效叫做做早期失失效，對對應(yīng)的失失效期為為早期失失效期。這這個時期期失效高高，但隨隨元件的的工作時時間的增增加而失失效率迅迅速降低低；在早早期失效效之后，進進入偶然然失效期期，也稱稱隨機失失效期。此此時，失失效率是是常數(shù)，且且較低，偶偶然失效效期是元元件使用用的壽命命期；在在產(chǎn)品使使用的后后期，進進入老化化失效期期，失效效率迅速速上升，產(chǎn)產(chǎn)品報廢廢。通過過對原材材料和生生產(chǎn)工藝藝加強檢檢驗、質(zhì)質(zhì)量控制制和對元元

42、器件進進行篩選選老化，可可以大大大降低早早期失效效率。研研究偶然然失效期期對實踐踐指導最最有意義義，電子子設(shè)備的的所有元元器件和和組件都都應(yīng)工作作在失效效率較低低的偶然然失效期期,盡量避避免工作作在耗損損失效期期。（2）一般般元器件件的可靠靠性通常常用失效效率表示示。元器器件工作作在偶然然失效期期，其失失效率為為常數(shù)，由（11.5）式式，其可可靠度為為：R(t)=e-t 元器件可靠靠性與使使用條件件有密切切關(guān)系，使使用條件件包括工工作環(huán)境境條件和和負荷條條件。一一般說來來，元器器件所處處的條件件越惡劣劣，其失失效率越越高，因因此，元元器件一一般都是是降額使使用，使使其失效效率降低低，延長長工作

43、壽壽命，提提高可靠靠性。所所謂降額額使用就就是元器器件的額額定參數(shù)數(shù)要高于于使用參參數(shù)。但但并不是是說所有有元器件件都是減減額越多多越好，如如繼電器器減額則則吸引力力減少，氧氧化膜磨磨不掉，可可靠性降降低。所所以降額額使用要要根據(jù)具具體的元元器件區(qū)區(qū)別對待待。2 系統(tǒng)統(tǒng)可靠性性一個復(fù)雜的的系統(tǒng)可可以由多多個子系系統(tǒng)或部部件組成成。而每每一個子子系統(tǒng)或或部件又又由多個個元器件件組成。我我們可以以根據(jù)元元器件的的可靠性性求得系系統(tǒng)可靠靠性，也也可以根根據(jù)系統(tǒng)統(tǒng)可靠性性分配各各子系統(tǒng)統(tǒng)的可靠靠性。串聯(lián)系統(tǒng)設(shè)一個復(fù)雜雜的系統(tǒng)統(tǒng)C，可以以由多個個子系統(tǒng)統(tǒng)或部件件A1A2AA3Ann組成，只只要任何何一個

44、AAi失效效，則CC失效；若要CC可靠，則則Ai 必須全全部可靠靠。這樣樣的系統(tǒng)統(tǒng)C的可靠靠性為R(C)=R(AA1)R(AA2)R(AA3)R(An)= （1.77）由于R(AAi)1，所以以相乘項項越多，則則積越小小，因此此，為提提高系統(tǒng)統(tǒng)的可靠靠性，應(yīng)應(yīng)盡量減減少串聯(lián)聯(lián)系統(tǒng)的的數(shù)目。（2）冗余余系統(tǒng)（備備份系統(tǒng)統(tǒng)）串聯(lián)系統(tǒng)的的可靠度度低于各各子系統(tǒng)統(tǒng)的可靠靠度，當當串聯(lián)系系統(tǒng)的可可靠性設(shè)設(shè)計不能能滿足預(yù)預(yù)定要求求時，可可以采用用備份元元件或備備份系統(tǒng)統(tǒng)的方法法提高可可靠性，稱稱為冗余余系統(tǒng)或或備份系系統(tǒng)。冗冗余系統(tǒng)統(tǒng)只在極極端重要要的場合合（如導導彈發(fā)射射與制導導、衛(wèi)星星系統(tǒng)等等）或元元

45、件可靠靠性滿足足不了系系統(tǒng)要求求時才采采用。并并聯(lián)系統(tǒng)統(tǒng)是最常常見的冗冗余系統(tǒng)統(tǒng)。它的的特點是是只要系系統(tǒng)中任任何一元元件（或或子系統(tǒng)統(tǒng)）可靠靠，則系系統(tǒng)就可可靠，只只有所有有元件（或或子系統(tǒng)統(tǒng)）全部部失效時時，系統(tǒng)統(tǒng)才失效效?？梢?，備份份越多，可可靠性越越高，但但設(shè)備費費用卻成成倍增加加，因此此，可靠靠性的提提高，要要著重提提高基礎(chǔ)礎(chǔ)件（或或子系統(tǒng)統(tǒng)）的可可靠性，而而不提倡倡采用備備份。16 提高電電子產(chǎn)品品可靠性性的方法法電子產(chǎn)品是是由電子子元器件件、組件件、部件件按照一一定的工工藝要求求組合起起來的，電電子產(chǎn)品品的可靠靠性的基基礎(chǔ)是電電子元器器件的可可靠性，電電子元器器件的正正確選用用、

46、合理理的結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計、有有效的防防護措施施是保證證電子產(chǎn)產(chǎn)品可靠靠性最有有效的辦辦法。本本節(jié)主要要從上述述幾方面面介紹提提高電子子產(chǎn)品可可靠性的的方法。1511 正正確選用用電子元元器件1選用電電子元器器件的原原則（1）根據(jù)據(jù)電性能能指標和和使用條條件選用用合適的的元器件件，使用用條件不不得超過過元器件件參數(shù)和和環(huán)境條條件，并并留有富富余量；盡可能地壓壓縮元器器件的品品種和規(guī)規(guī)格數(shù)量量，提高高它們的的復(fù)用率率；（3）除特特殊情況況外，所所有電子子元器件件都要按按不同要要求進行行可靠性性篩選，然然后才能能用到電電子產(chǎn)品品中去；（4）仔細細分析比比較同類類元器件件的差異異，擇優(yōu)優(yōu)選用，并并注意積積累

47、元器器件在使使用中的的性能與與可靠性性方面的的依據(jù)，作作為以后后選用的的重要依依據(jù)。2選用電電子元器器件的方方法對電子元器器件進行行篩選，就就是要從從一批元元器件中中選出可可靠性較較高的元元器件，淘淘汰那些些有潛在在缺陷而而導致早早期失效效的元器器件，這這對提高高電子產(chǎn)產(chǎn)品的可可靠性有有重要意意義。考考慮到技技術(shù)困難難和經(jīng)濟濟合理性性，我們們必須精精心選擇擇應(yīng)力條條件和篩篩選方法法，用最最經(jīng)濟有有效的方方法達到到規(guī)定的的可靠性性。（1）按復(fù)復(fù)雜程度度可分為為：分布截尾尾篩選法法：篩選選掉參數(shù)數(shù)偏離標標稱值過過大的產(chǎn)產(chǎn)品。應(yīng)力強度度篩選法法：對產(chǎn)產(chǎn)品施加加各種應(yīng)應(yīng)力條件件后進行行測試挑挑選。老煉

48、篩選選：在規(guī)規(guī)定的時時間內(nèi)對對產(chǎn)品施施加各種種應(yīng)力條條件后進進行測試試挑選。線性鑒別別篩選：類似于于老煉篩篩選，但但要運用用數(shù)理統(tǒng)統(tǒng)計技術(shù)術(shù)進行判判別。精密篩選選：在接接近于產(chǎn)產(chǎn)品使用用條件下下進行長長期老煉煉，并多多次精確確測定參參數(shù)變化化量，從從中進行行挑選和和預(yù)測。在以上五種種方法中中，前兩兩種方法法簡便易易行，但但效果差差。目前前主要用用老煉篩篩選法。（2）按照照施加應(yīng)應(yīng)力手段段不同，篩篩選可分分為：壽壽命篩選選、環(huán)境境應(yīng)力篩篩選、密密封性篩篩選、檢檢查性篩篩選等。1522 電電子元器器件的降降額使用用降額使用就就是元器器件在低低于其額額定值的的應(yīng)力條條件下工工作，是是提高電電子產(chǎn)品品

49、可靠性性的最有有效措施施之一。對對元器件件有影響響的應(yīng)力力包括：時間、溫溫度、濕濕度、腐腐蝕、機機械應(yīng)力力和電應(yīng)應(yīng)力，合合理的降降額可以以大幅度度地減少少元器件件的失效效。1電阻器器的降額額使用要要點元器件實際際使用時時的參數(shù)數(shù)與額定定值的比比值為降降額系數(shù)數(shù)，用SS表示。電電阻器的的降額系系數(shù)S一般取取0.110.66，環(huán)境境溫度一一般低于于60，低于于45最好。當當S0.1時，發(fā)發(fā)熱量過過小，潮潮氣不易易驅(qū)，失失效率反反而提高高。可變變電阻器器失效率率比固定定電阻高高12個數(shù)量量級，一一般少用用。2電容器器的降額額使用要要點電容器的使使用溫度度一般應(yīng)應(yīng)低于550，尤其其是電解解電容器器更不

50、宜宜在高溫溫下工作作，電解解電容器器在低于于-455使用時時應(yīng)采用用耐寒型型。電容器的電電壓降額額系數(shù)SS一般小小于0.6，對對于電解解電容器器S不得小小于0.2，金金屬化紙紙介電容容器一般般取0.50.88，小型型云母電電容器常常出現(xiàn)低低電平失失效，所所以交流流運作時時S不得太太小，其其承受的的電壓不不低于1100mmV，否否則應(yīng)選選用其它它類型的的電容器器。3半導體體器件降降額使用用要點不同半導體體器件的的降額系系數(shù)S的含義義是不同同的，如如晶體三三極管的的S為實際際功率與與25時的最最大額定定功率之之比，晶晶體二極極管的SS為平均均正向電電流與225時的最最大額定定正向電電流之比比，穩(wěn)壓

51、壓管的SS為實際際耗散功功率與225時的最最大額定定功率之之比，光光電器件件的S為實際際耗散功功率與225時最大大額定功功率乘以以與最大大允許結(jié)結(jié)溫有關(guān)關(guān)的修正正系數(shù)之之比。半半導體器器件的SS一般取取0.55以下，使使用溫度度低于550，鍺管管還要低低一點。表1.6是是常用元元器件的的推薦降降額使用用范圍，設(shè)設(shè)計時可可參考。表1.6 常用用元器件件的推薦薦降額范范圍元器件種類類電阻器電容器半導體器件件電感器繼電器接插件微電機內(nèi)容TSPTSVSPSVTSISISISP范圍450.10.6500.60.50.71300.60.7白熾燈負載載0.155電感性負載載0.3同左0.30.8符號說明：T

52、工作溫溫度（）； SSP功率率降額系系數(shù)；SSV電壓壓降額系系數(shù)；SSI電流流降額系系數(shù)。1533 采采用冗余余系統(tǒng)（備備份系統(tǒng)統(tǒng)）從上節(jié)已知知，系統(tǒng)統(tǒng)中串聯(lián)聯(lián)的元件件或子系系統(tǒng)越多多，其可可靠性就就越低；而當采采用冗余余系統(tǒng)（備備份系統(tǒng)統(tǒng)）后，系系統(tǒng)的可可靠性將將會提高高。如圖圖1.77（a）所所示并聯(lián)聯(lián)系統(tǒng)，只只有當構(gòu)構(gòu)成并聯(lián)聯(lián)關(guān)系的的A1 、AA2 、An全部出出故障系系統(tǒng)才不不能運行行，否則則，只要要A1 、AA2 、An中有一一個可以以正常工工作，系系統(tǒng)都將將會正常常運行下下去。圖圖1.77（b）為為一個待待機系統(tǒng)統(tǒng)，正常常情況下下A1執(zhí)行工工作，當當A1出現(xiàn)故故障時，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換開關(guān)關(guān)自

53、動接接通，AA2接替AA1開始工工作，所所以，只只有A11 、AA2均不正正常時，系系統(tǒng)才不不能運行行。待機機系統(tǒng)是是由于AA2一般情情況下處處等待狀狀態(tài)而得得名，由由于該系系統(tǒng)增加加了一個個轉(zhuǎn)換開開關(guān)，其其可靠性性的高低低直接影影響系統(tǒng)統(tǒng)可靠性性，應(yīng)選選用可靠靠性較高高的器件件。1544 采采取有效效的環(huán)境境防護措措施有效的環(huán)境境設(shè)計可可以防止止與減少少溫度、潮潮濕、生生物危害害、機械械振動與與沖擊、電電磁干擾擾等對電電子設(shè)備備材料和和器件的的不良影影響，達達到提高高電子設(shè)設(shè)備的可可靠性的的目的。各各種環(huán)境境設(shè)計的的原理與與方法將將在相關(guān)關(guān)章節(jié)中中介紹。1555 進進行環(huán)境境試驗將電子設(shè)備備

54、置于模模擬的工工作環(huán)境境或?qū)嶋H際使用環(huán)環(huán)境中、按按照技術(shù)術(shù)指標的的要求進進行試驗驗，以考考核其性性能和可可靠性。提提前發(fā)現(xiàn)現(xiàn)問題，采采取有效效的改進進措施，消消除設(shè)計計制造中中存在的的不可靠靠因素。環(huán)環(huán)境試驗驗可分為為以下兩兩種：單項試驗單項試驗的的目的是是考核某某項指標標的穩(wěn)定定性。將將設(shè)備置置于人工工模擬的的工作環(huán)環(huán)境中，按按照技術(shù)術(shù)指標的的要求，考考核產(chǎn)品品抵抗某某項環(huán)境境影響因因素的能能力。如如耐溫、耐耐濕、耐耐壓、密密封、耐耐振動、耐耐沖擊等等的穩(wěn)定定性試驗驗。綜合試驗綜合試驗的的目的是是考核產(chǎn)產(chǎn)品在綜綜合因素素作用下下所能達達到的性性能指標標。這種種實驗比比較接近近于實際際使用情情

55、況，所所以通過過綜合試試驗，更更能考核核設(shè)備的的真實可可靠性。1566 設(shè)設(shè)置故障障指示和和排除系系統(tǒng)為提高設(shè)備備的可靠靠性，正正確設(shè)置置故障指指示和排排除系統(tǒng)統(tǒng)可以簡簡化故障障的判斷斷、查找找，使故故障的維維修與排排除變的的迅速。具具體做法法有：采采用故障障檢測電電路及故故障預(yù)、報報警裝置置；采用用插入單單元和便便于替換換部件結(jié)結(jié)構(gòu)；減減少檢修修通道上上的障礙礙以便于于維修；采用標標準化結(jié)結(jié)構(gòu)和快快速拆卸卸結(jié)構(gòu)等等。第二章 電子產(chǎn)產(chǎn)品的防防腐蝕設(shè)設(shè)計21 概述2111 腐蝕蝕效應(yīng)1腐蝕的的概念 材材料受環(huán)環(huán)境介質(zhì)質(zhì)的化學學作用而而發(fā)生性性能下降降、狀態(tài)態(tài)改變、甚甚至損壞壞變質(zhì)的的現(xiàn)象。2腐蝕

56、的的分類 根根據(jù)被腐腐蝕材料料的種類類，可分分為金屬屬腐蝕和和非金屬屬腐蝕兩兩大類。金屬腐蝕：金屬與與周圍環(huán)環(huán)境介質(zhì)質(zhì)之間發(fā)發(fā)生化學學或電化化學作用用而引起起的破壞壞或變質(zhì)質(zhì)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(chǎn)生的腐蝕。其特征是腐蝕過程中有電流產(chǎn)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。電化學腐蝕蝕是最普普遍、最

57、最常見的的金屬腐腐蝕，在在造成電電子設(shè)備備故障的的常見的的原因中中，金屬屬的電化化學腐蝕蝕是最常常受到指指責的因因素。大大多數(shù)電電子設(shè)備備的制造造、運輸輸、儲存存和使用用都是在在地面或或接近地地面的地地方進行行，因此此金屬材材料在潮潮濕大氣氣中的腐腐蝕破壞壞是電子子設(shè)備防防腐蝕設(shè)設(shè)計重點點考慮的的問題。非金屬材料料在化學學介質(zhì)或或化學介介質(zhì)與其其他因素素（如應(yīng)應(yīng)力、光光、熱等等）共同作作用下，因因變質(zhì)而而喪失使使用性能能稱為非非金屬材材料腐蝕蝕。電子子設(shè)備使使用的非非金屬材材料，以以有機高高分子材材料為最最廣泛，如如塑料、涂涂料、薄薄膜、絕絕緣材料料等。高高分子材材料腐蝕蝕的主要要形式有有老化

58、、化學裂解、溶脹和溶解、應(yīng)力開裂等。由于生物活活動而引引起材料料變質(zhì)破破壞的現(xiàn)現(xiàn)象通常常稱為生生物腐蝕蝕，其中中由于霉霉菌和其其他微生生物引起起的腐蝕蝕也稱為為霉腐或或霉變。2122 腐蝕蝕性環(huán)境境因素凡是能夠作作為腐蝕蝕介質(zhì)引引起材料料腐蝕的的環(huán)境因因素，都都可稱之之為腐蝕蝕性環(huán)境境因素，主主要有以以下幾種種：水分。氧和臭氧。溫度。腐蝕性氣體體。鹽霧。沙和灰塵。太陽輻射。微生物額動動物。2133 防腐腐蝕設(shè)計計的基本本要求實踐證明，采采取恰當當?shù)姆雷o護措施，腐腐蝕是可可以受到到一定程程度的控控制，有有些腐蝕蝕事故是是可以避避免的。在在防腐蝕蝕設(shè)計時時，應(yīng)該該考慮的的主要因因素有：電子設(shè)設(shè)備可

59、能能遭遇的的環(huán)境條條件及主主要的腐腐蝕性環(huán)環(huán)境因素素；對腐腐蝕損壞壞最敏感感的部位位（包括括元器件件、零部部件和材材料）；要求保保護的程程度（臨臨時性防防護、可可更換零零件防護護、高穩(wěn)穩(wěn)定性永永久性防防護等）以以及允許許采用的的防護手手段。通通過對各各種因素素的綜合合分析，預(yù)預(yù)測可能能發(fā)生的的腐蝕類類型和危危險性后后果，從從而 確確定合理理而有效效的防腐腐蝕措施施。防止止電子設(shè)設(shè)備腐蝕蝕損壞的的基本方方法有以以下幾種種：采用高耐蝕蝕性材料料；消除或削弱弱環(huán)境中中的腐蝕蝕性因素素；對不耐蝕材材料進行行耐蝕性性表面處處理；防腐蝕結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計；電化學保護護；企圖僅僅采采用一種種方法來來達到防防止腐蝕蝕

60、的目的的是不切切實際的的。通常常需要將將幾種方方法接合合起來使使用，以以獲得經(jīng)經(jīng)濟而有有效的結(jié)結(jié)果。22 潮濕及及生物危危害的防防護2211 潮潮濕的防防護1、潮濕的的危害氣候條件對對電子設(shè)設(shè)備的影影響是多多方面的的，但從從設(shè)備產(chǎn)產(chǎn)生故障障的直接接原因來來看，潮潮濕是主主要因素素。潮濕對電子子設(shè)備具具有下列列破壞作作用：（1）引起起金屬腐腐蝕及加加快腐蝕蝕速度。（2）使非非金屬材材料性能能變壞、失失效。一一些吸濕濕較大的的材料，吸吸濕后發(fā)發(fā)生溶脹脹、變形形、強度度降低乃乃至產(chǎn)生生機械性性破損。此此外，水水分附著著在材料料表面或或滲入內(nèi)內(nèi)部，使使材料表表面電導導率增加加，體積積電阻降降低，造造成