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        第三方檢測機構

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        設備失效的周期和原因

        2022-02-17 16:11??? ???

          電子器件的失效本質上是器件內外部的電子運動、化學、機械等作用破壞了器件內部的結構。因此從長期看電子器件都是會失效的,且失效概率大致符合量子技術的分布特點:隨時間成指數分布的關系。如果對失效的統計規律進行細分的話,還能將其分早期失效、偶然失效期和損耗失效期為三個階段,見下圖:

          

        失效

         

          早期失效的原因主要是生產過程中引起的器件結構差異,可以通過一定的應力篩選辦法可以將這部分器件篩選出來。第二階段是器件的主要工作的時期,失效率基本處于平穩的狀態,失效主要由偶然因素所造成??梢越普J為失效概率處在一個定值。到了第三階段器件進入損失失效期后,失效率迅速上升,這就是產品的壽命“終了”。

          那么既然失效是運動破壞了器件結構。反過來說要降低電子器件的失效率的辦法也就來自三個方面:降低電子運動的能量;提高器件結構的強度;通過外部手段保護器件結構。

          降低電子運動的能量;包括降低自身設備的電子應力和降低外部干擾電子應力兩個部分的內容。降低自身設備的電子應力主要手段是降低不必要的如信號線的電流;降低功率器件的功耗;增加濾波電路和紋波吸收電路;降低系統功耗等措施;降低外部干擾電子應力則可以通過隔離、屏蔽、濾波等措施實現。

          提高器件結構的強度,簡單的理解就是選用標準更高的器件,能耐105℃的器件顯然就比能耐70℃的器件更穩固,在相同條件下其壽命也會更高。同理,同等條件下25V耐壓的電容顯然比16V耐壓的電容的壽命長;更高額定電流的器件也就比低額定電流的器件更耐用。用一個更通用的詞匯來說就是降額設計。

          

        可靠性

         

          保護器件結構不受損壞的方法主要在外部。很顯然在高溫、腐蝕性、潮濕、鹽霧、震動的等環境下運行的器件結構更加容易受到損壞。那么對這些因素進行防護也是有效的提高可靠性的方法。手段有刷三防漆、加屏蔽罩、減震器、溫控器等。

          值得注意的是,電子器件的失效模式不可忽略。首先必須對器件失效或者性能降低后會產生什么樣的后果,如果設備失效后產生的是包括起火、爆炸、觸底在內的人身安全事故這就完全不可接受。典型的如:鉭電容的失效就經常伴隨短路和起火,這就需要為其單獨考慮防護措施,比如保險等。另一個方面很多電子器件的失效模式是指標的下降,這個過程會伴隨設備的整個使用過程連續發生,那么在電子器件指標的下降到不能容忍前,都可以認為設備是正常的。比較典型的是電解電容。這樣的器件就必須預留較大的設計余量以滿足其工作壽命的要求。

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