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电路可靠性设计与元器件选型

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一粒金砂(中级)

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发表于 2009-12-2 13:31:28 | 显示全部楼层 |阅读模式

我给下的结论无一例外都是怪到了研发的头上。并送给了研发弟兄们几个总结性观点:在公司里,研发队伍已经足够强势,不必再由我添加压垮骆驼的那最后一根稻草;产品的可靠性水平和研发的强势程度成反比;电路设计错误和器件应用不当占了故障的八成因素。
举几个简单例子:
一个电解电容紧挨着散热片焊接的,与电解电容相关联的那部分电路参数容易漂,现象和结果就是机器参数不稳;
绿色发光二极管的色调不一致,外观看起来不美观,发光管都有个波长的要求,即使都是绿光,波长的细微差别也会导致色差,而设计文件上并没对发光管的波长做出规定;
某块电路工作不好,发现将PCB板信号线的一个电感换成磁珠就好了,于是就改了BOM单,电路板上趴着个磁珠大肆生产了。常规理解看来,磁珠似乎和电感的特性是相同的,但事实上磁珠表现的是一个随频率变化的电阻特性,是消耗性的,而电感是储能特性,是储存性的削峰填谷。即使从实际结果来看,似乎更换器件后没问题,但其实并没有搞通真正的器件机理。病虽然莫名其妙的好了,但病毒的隐患仍在。宜将剩勇追穷寇,不可沽名学霸王,毛主席教导我们,做电路要对电路和器件穷根究底。
于是,针对这个现象,专门开发了《电路可靠性设计与元器件选型》这门培训课程,为一线的产品开发工程师、质量工程师、技术管理者、测试工程师等提供针对性的思维方法和具体的知识技巧。
那么,这些思维方法和知识和我们的实际工作到底有何关联呢?下面听我一一道来。
1、电子可靠性设计原则
电子可靠性的设计原则包括:RAMS定义与评价指标、电子设备可靠性模型、系统失效率的影响要素、电子产品可靠性指标、工作环境条件的确定、系统设计与微观设计、过程审查与测试、设计规范与技术标准。
2、电路可靠性设计规范
电路可靠性设计规范包括降额设计(降额参数和降额因子)、热设计(热设计计算、热设计测试、热器件选型)、电路安全性设计规范、EMC设计、PCB设计(布局布线、接地、阻抗匹配、加工工艺)、可用性设计(可用性要素、用户操作分析、设计准则)、可维修性设计(可维修性等级、评估内容、设计方法)
电路可靠性设计规范的一个核心思想是监控过程,而不是监控结果,举个最通俗的比方是,设计规范是怀孕过程的维护,保证优生。这些都是各前人多年经验的总结,按照这些具体的设计方法去做了,产品的可靠性隐患就会被排除了。
PCB的接地,这个似乎最简单又最复杂的问题,到底有没有一种放之四海而皆准的接地思路,让我们只有欢喜不再忧呢,答案是
可用性好像对我们没太大影响,就好像我们去面试一样,影响我们面试成败的似乎是学历证书、工作经验等,但门牙上的韭菜叶子,会不会导致失败?按键的色彩、大小、按下去的手感和力度、键的形状、键的布局,显示的内容、显示的方法、显示的角度、显示的大小,跟门牙的干净程度有何区别?对于用户,有一个最通俗的说法:界面即系统。用户不晓得那么高深的理论和内部构造,内部的东西只要保证好用,剩下的就是外观的美妙了。尤其是新用户,外观更是决定购买与否的第一要素。大学里追女生,都是首选好看的吧?
3、可靠性测试
可靠性测试包括标准符合性测试、边缘极限条件测试、容错性测试、HALT测试、破坏性测试、隐含条件测试、接口条件测试。
和诸多技术人员沟通,都想做好可靠性设计,但普遍反映两点难题:一是缺乏经验,二是在家里测不出问题,到现场就有问题。
4、元器件选型
元器件选型包括了选型的基本原则、系列元器件的分类、特性、选型指标、可靠性应用注意事项等,包括电容、电阻、二极管三极管、接插件、晶振、电控光学器件(光耦、LED)、AD/DA及运放、电控机械动作器件、能量转换器件(开关电源、电源变换芯片、变压器)、数字IC、保护器件(保险丝、磁环磁珠、压敏电阻、TVS管)、电源模块等。
5、元器件失效机理与分析方法
元器件失效机理和分析方法包括常见的失效机理、分析方法和工具。
以上内容全都是如何防止电路工作不正常和防止器件坏,但智者千虑难免一失,一旦坏了,千万不要敬而远之,而应该如获至宝。开车的人都知道,哪里最能练出驾驶水平?高速公路不行,只有闹市和不良路况的时候。社会的发展就是一个发现问题解决问题的过程,出现问题不可怕,但频繁出现同一类问题是非常可怕的。
器件失效的分析是基于一个基本的改进手段,基于失效机理的预防措施。问题发现了,把引起问题的要素规避了,形成了规范,大家以后设计都遵守了,问题自然不会再现了。
比如,ESD的防护,很多公司都在做,做的方法包括加湿,但加湿可能会带来MSD的问题,如果通过I/V曲线测试,发现波峰焊载流焊后出现器件某些管脚对VCCGND开路,那就要考虑MSD问题了,解决办法就是在焊接前加热几个小时,将潮气散发出去。
6、电路可靠性设计微观管理方法
提升可靠性的微观管理方法很简单,包括了三部分:软件工具、AARchecklist
如果有具体的技术问题也可以发我邮件互相交流学习噻,china@rdcoo.com
此帖出自创意市集论坛

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裸片初长成(初级)

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发表于 2009-12-2 14:03:49 | 显示全部楼层

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看样子 楼主很了解  那以后有问题多多交流啊


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一粒金砂(初级)

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发表于 2009-12-2 20:59:15 | 显示全部楼层
楼主好贴 收藏备用了


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五彩晶圆(高级)

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发表于 2009-12-7 10:06:13 | 显示全部楼层
好贴,虽然板块发错也要支持下


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五彩晶圆(高级)

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发表于 2009-12-7 10:14:52 | 显示全部楼层
常常经验可以使冤枉路走得少点,所以还请今后多多发些经验贴,先谢了,


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一粒金砂(初级)

Rank: 1

发表于 2009-12-7 15:34:38 | 显示全部楼层
收藏备用了 ,谢谢楼主


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