電子產品設計可靠性，你必須關心的事兒

　　你是否曾遇到過手機死機的麻煩，電熱水壺水沸騰后不能自動斷電，電磁爐按鍵失靈怎么按都不關機的情況嗎?這些都涉及到電子產品可靠性問題。電子產品設計可靠性是指電子產品在規(guī)定的條件下，在給定的時間內執(zhí)行所要求的功能不出現失效的概率。一旦產品研制成功后，一般就認為產品設計已經結束了。產品可靠性更關注下一步會發(fā)生什么，如何能改變提高產品可靠性。提高產品可靠性是提高產品完好性和工作成功性，減少維修和壽命周期費用的重要途徑，在產品研制過程中，深入開展可靠性工程，對提高產品可靠性具有十分重要的意義。

　　電子產品設計可靠性從廣泛的意義上講就是產品可靠性工程，是指為了達到可靠性要求所進行的一系列技術與管理活動，它貫穿了產品的論證、方案、工程研制、生產和使用等壽命周期過程?？煽啃栽O計，可以避免不期望的缺陷及資源的配備，可以預計和預防性維修，為減少故障時間，降低總體時間成本和提高質量，減少與產品缺陷責任相關傷害，甚至生命和重大財產損失?？煽啃栽O計工程管理分為六大步驟，如圖1，其中最關鍵的環(huán)節(jié)是可靠性設計。設計和開發(fā)中的可靠性技術。

　　如何進行產品可靠性設計，必須從五個方面進行考察。下面我們來一一說明。

1、產品使用因素。溫度、濕度、振動、腐蝕、污染、產品可能承受的壓力、服務的嚴酷度、靜電釋放環(huán)境、射頻干擾、吞吐量并使其特征、應力強度分析等等這些都是產品使用的因素，必須考察。

2、設計失效模式分析。就實際情況而言，了解失效的潛在原因是防止失效的根本原因所在，要預知所有這些原因幾乎是不切實際的，所以還必須細考慮到所涉及的不確定性。在設計、開發(fā)制造和服務過程中，可靠性工程方面的努力應該注重所有“可預計”和“可能未預計”的失效原因。以確保防止發(fā)生失效或使發(fā)生失效的概率最小。

3、失效模式和影響分析。失效模式和影響分析是指對系統(tǒng)進行分析，以識別潛在失效模式、失效原因及對系統(tǒng)性能(包括組件、系統(tǒng)或者過程的性能)影響的系統(tǒng)化程序。此項分析應盡可能在開發(fā)周期的早期階段成功進行，以獲得消除或減少失效模式的最佳效費比。失效模式和影響分析可描述為一組系統(tǒng)化的活動。目的是發(fā)現和評價產品過程中潛在的失效及后果;找到能夠避免或減少這些潛在失效發(fā)生的措施。它是對設計過程的更加完善化，以明確必須做什么樣的設計和過程才能滿足顧客的需要。

4、容差和最差案例分析。使用各種數學計算分析技術(如總和平方根、極值分析和統(tǒng)計公差)以使影響可靠性的變差特性化。主要分析產品的組成部分在規(guī)定的使用范圍內，其參數偏差和寄生參數對性能容差的影響，并根據分析結果提出相應的改進措施。電路容差分析工作應用在產品詳細設計階段，已經具備了電路的詳細設計資料后完成。電路性能參數發(fā)生變化的主要表現有性能不穩(wěn)定，參數發(fā)生漂移，退化等，造成這種現象的原因有組成電路零部件參數存在公差，環(huán)境條件的變化產生參數漂移，退化效應。設計過程中要分析電路上下限工作條件，

5、最壞情況分析法。最壞情況分析法是分析電路組成部分參數最壞組合情況下的電路性能參數偏差的一種非概率統(tǒng)計方法。它利用已知零部件參數的變化極限來預計系統(tǒng)性能參數變化是否超過了允許范圍。最壞情況分析法可以預測某個系統(tǒng)是否發(fā)生漂移故障，并提供改進方向，該方法簡便，直觀。但分析的結果偏于保守。

　　產品設計成型后，還必須對產品進行可靠性試驗，產品可靠性試驗是激發(fā)潛在失效模式，提出改進措施，確定項目或系統(tǒng)是否滿足預先制定的可靠性要求的必須步驟。可靠性試驗的基本原理如圖2：

　　常見的可靠性試驗有：加速壽命試驗，高加速極限試驗、可靠性增長試驗等。測試種類分為功能測試、性能測試、回歸測試、環(huán)境負載測試、探索測試，壓力測試，實際響應測試等等。這些試驗是為了確定已通過可靠性鑒定試驗而轉入批量生產的產品在規(guī)定的條件下是否達到規(guī)定可靠性要求，驗證產品的可靠性是否隨批量生產期間工藝，工裝，工作流程，零部件質量等因素的變化而降低。只有經過這些，產品性能才是可以信任的，產品的質量才是過硬的。