【摘 要】隨著社會科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電子信息技術(shù)也得到了很好的發(fā)展機(jī)會，電子設(shè)備的功能得到了不斷的拓展，提升了電子設(shè)備的性能指標(biāo)。同時電子設(shè)備的可靠性技術(shù)也會面對一些新的問題。通過可靠性設(shè)計才能夠讓現(xiàn)代電子設(shè)備的可靠性得到有效保證。

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代電子設(shè)備 可靠性 設(shè)計

在電子信息技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，高性能的元器件和超大規(guī)模的集成電路開始不斷朝著微細(xì)化的方向發(fā)展，同時在信號電平和電源電壓下降的情況下，導(dǎo)致電子設(shè)備對環(huán)境的干擾和外界應(yīng)力變得越來越敏感，而且內(nèi)部功率密度和電場強(qiáng)度的提高讓電子設(shè)備需要更好的熱耗散和功率耗散的途徑。在這樣的環(huán)境下，傳統(tǒng)電子設(shè)備的可靠性設(shè)計技術(shù)已經(jīng)不能有效滿足現(xiàn)代電子設(shè)備的可靠性需求，所以就必須要去尋找更加適用、有效和系統(tǒng)的技術(shù)途徑。在電子設(shè)備的設(shè)計階段實(shí)施可靠性設(shè)計是保證電子設(shè)備可靠性最有效的手段，和生產(chǎn)階段以及測試階段相比它的成本低，可以采用的技術(shù)也很多。所以加強(qiáng)對現(xiàn)代電子設(shè)備可靠性設(shè)計的演講具有非常重要的作用。

一、電子元器件的可靠性選用

電子元器件的可靠性是電子設(shè)備系統(tǒng)可靠性的基礎(chǔ)。為了能夠讓電子設(shè)備的可靠性和使用壽命得到有效提高，最重要的環(huán)節(jié)就是要選擇正確的電子元器件。

（一）選擇質(zhì)量和可靠性符合相關(guān)規(guī)范要求的電子元器件。研制生產(chǎn)企業(yè)可以制定出電子元器件的優(yōu)選清單，而行業(yè)的主管部門也應(yīng)該要制定出電子元器件的合格產(chǎn)品清單。電子設(shè)備的設(shè)計人員在選擇電子元器件時就應(yīng)該盡量從這兩個清單上去選擇。電子元器件產(chǎn)品要想列入到合格產(chǎn)品清單需要滿足相關(guān)的條件，這樣才能有效保證電子元器件的可靠性和質(zhì)量。

（二）選擇電子元器件型號和品種的原則。要盡量選擇通用元器件和標(biāo)準(zhǔn)器件，對非標(biāo)準(zhǔn)元器件和新品種元器件的選擇要謹(jǐn)慎。對元器件制造技術(shù)的成熟性也要重視；另外還需要對生產(chǎn)廠家的質(zhì)量控制能力、產(chǎn)品質(zhì)量信譽(yù)以及制造工藝水平進(jìn)行考察。

（三）電子元器件封裝形式的選擇。對于集成電路和半導(dǎo)體分立器件來說，如果用封裝材料來分主要就有塑料、金屬以及陶瓷封裝這幾種形式。塑料封裝的成本較低，但是耐濕性、耐久性以及耐熱沖擊能力不好，散熱也不容許，所以在高可靠的應(yīng)用場合要優(yōu)先選擇金屬封裝或者陶瓷封裝。如果從封裝形式來分就有插裝和表面貼裝這兩種形式。從可靠性來分析的話，表面貼裝要更有優(yōu)勢一些。

二、電子線路的可靠性設(shè)計分析

（一）簡化設(shè)計。因為可靠性是電路的復(fù)雜性函數(shù)，所以讓電路的復(fù)雜性下降則能夠有效提高電路的可靠性。在滿足規(guī)定功能的基礎(chǔ)上，要對電力結(jié)構(gòu)進(jìn)行盡量的簡化，最大程度的減少電子元器件使用的品種和類型，提高電子元器件的復(fù)用率。這也是讓電路可靠性得到有效提高的一種比較簡單和實(shí)用的措施。

（二）低功耗設(shè)計。電子系統(tǒng)正在向著高密度和小型化發(fā)展，這樣就使得電子系統(tǒng)的內(nèi)部熱功率密度加大，可靠性則會降低。要讓電子系統(tǒng)內(nèi)部的溫升減少，降低電路的功耗是最有效的措施?？梢员M量選擇低功耗的元器件；在規(guī)定功能有效完成的情況對邏輯電路進(jìn)行最大程度的簡化，同時可以盡量讓軟件來完成硬件的功能，這樣系統(tǒng)的硬件數(shù)量就能有效減少。

（三）保護(hù)電路設(shè)計。電子系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)行中可能會受到外界干擾信號以及各種應(yīng)力的影響，這樣電路就不能正常工作，情況嚴(yán)重時還會損壞內(nèi)部器件。所以在設(shè)計電路時，要根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計一定的保護(hù)電路。

（四）靈敏度分析。電子元器件對電路可靠性的影響主要取決于這個元器件造成電路性能變化的靈敏度，和電子元器件本身的質(zhì)量沒有關(guān)系，所以在設(shè)計電路時，需要分析靈敏度，這樣就能夠確定出哪些電子元器件或者子電路會對電力的性能造成比較明顯的影響，從而來對它進(jìn)行重點(diǎn)的設(shè)計。通過現(xiàn)有的邏輯模擬器或者電路模擬器就能有效完成靈敏度的分析。分析靈敏度也是提高電路可靠性的一個比較有效和經(jīng)濟(jì)的方式。

（五）均衡設(shè)計。在對電子系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計時，要先將電子系統(tǒng)分成多個電路塊，這樣才能夠完成各種不同的功能。在對系統(tǒng)進(jìn)行分割的時候，要注意電路結(jié)構(gòu)和功能的均衡性。每一塊電路的功能應(yīng)該要比較完整，各個電路之間的連接應(yīng)該要盡量減少，這樣互連對電路可靠性的影響才會減??；電路中元器件的數(shù)量相差不能過大，如果局部元器件過多的話就可能會帶來一些不可靠的因素。

（六）三次設(shè)計。三次設(shè)計主要包括參數(shù)設(shè)計、系統(tǒng)設(shè)計以及容差設(shè)計。參數(shù)設(shè)計主要利用正交設(shè)計法，結(jié)合著計算機(jī)輔助設(shè)計從而來找出穩(wěn)定性比較好的合理參數(shù)組，它是三次設(shè)計的核心；系統(tǒng)設(shè)計就是一般的設(shè)計；而容差設(shè)計是當(dāng)確定了系統(tǒng)的最佳參數(shù)組合后，和組成系統(tǒng)的各個元器件容差進(jìn)行合理的規(guī)劃，讓產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)物美價廉。采用此設(shè)計能夠讓產(chǎn)品具有很好的信噪比，而且元器件的忍受能力也比較強(qiáng)，系統(tǒng)能夠在長時間內(nèi)正常的工作。所以在元器件質(zhì)量相同的情況下，采用三次設(shè)計的電路可靠性更好一些。

（七）降額和冗余設(shè)計。一般整機(jī)在使用器件的過程中，主要是根據(jù)產(chǎn)品手冊中的電壓、電流、功率的額定值以及散熱條件來進(jìn)行。如果電子系統(tǒng)是在比較惡劣的環(huán)境下工作或者要求使用壽命比較長，為了讓這類電子設(shè)備的可靠性提高就需要對電子元器件進(jìn)行降額使用。降額設(shè)計主要是通過線路設(shè)計讓電子元器件在設(shè)備中承受的壓力比規(guī)定的額定應(yīng)力值低。而冗余設(shè)計主要是在系統(tǒng)或者設(shè)備的關(guān)鍵電路部位設(shè)計相關(guān)的功能通道，當(dāng)其中一個功能通道發(fā)生故障時，也可以采用其他的來代替，這樣系統(tǒng)或者設(shè)備就能正常工作，從而來提高系統(tǒng)或者設(shè)備的可靠性。

三、印制電路板的可靠性設(shè)計分析

現(xiàn)在很多電子設(shè)備基本上還是采用的以印制電路板為主的裝配方式，經(jīng)過相關(guān)的實(shí)踐證明可以發(fā)現(xiàn)，如果電路原理圖設(shè)計是正確的，但是印制電路板的布線設(shè)計卻不適當(dāng)，也可能會對器件的可靠性產(chǎn)生影響。設(shè)備中的印制電路板主要是通過空氣流動來散熱的，所以在實(shí)際的設(shè)計過程中要對空氣流動途徑進(jìn)行研究，對印制電路板或者元器件進(jìn)行合理的配置，這樣才能提高電子設(shè)備的可靠性。

四、結(jié)束語

隨著電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代電子設(shè)備可靠性的要求也在不斷提高，而通過可靠性設(shè)計則能夠讓電子設(shè)備的可靠性得到有效保證。在進(jìn)行可靠性設(shè)計時，首先要選擇合理和可靠的電子元器件，其次還需要對電子線路和印制電路板進(jìn)行可靠性設(shè)計，這樣才能夠讓電子設(shè)備的可靠性得到有效保證。

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