電子元器件可靠性研究

陳銀環(huán)

摘 要：通過可靠性理論的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和方法電氣電路系統(tǒng)中先計(jì)算出單個(gè)的元器件的可靠性特征量，再根據(jù)系統(tǒng)分析出系統(tǒng)聯(lián)接方法，且用其各聯(lián)接系統(tǒng)分制動(dòng)系統(tǒng)為多個(gè)子系統(tǒng)，計(jì)算各個(gè)子系統(tǒng)的可靠性特征量，最終達(dá)到估算出總的可靠性特征量來，而這些特征量用以表征電路可靠性。其中主要兩個(gè)特征量：可靠度以及失效率。

關(guān)鍵詞：電子元器件 可靠性特征量 失效率；可靠度

中圖分類號(hào)：TM113 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）12（c）-0110-02

電子元器件涉及的領(lǐng)域非常之廣泛，海陸空電氣產(chǎn)品的連接都有電子元器件的存在，而在海陸空上電子元器件出現(xiàn)瞬斷瞬通的現(xiàn)象，那么造成的后果不堪設(shè)想。因此，對(duì)于研究電子元器件可靠性是非常重要的。

電氣控制系統(tǒng)中，在各組成部分的元器件之間，可靠性研究通常是將可靠性預(yù)估到每個(gè)元器件組件、零部件、設(shè)備、分系統(tǒng)、系統(tǒng)等以及其焊點(diǎn)和接插件中，而電子產(chǎn)品可靠性估計(jì)是根據(jù)電子產(chǎn)品各組成系統(tǒng)本身元器件和零部件可靠度，還有所處的工作環(huán)境，電壓電流所產(chǎn)生的應(yīng)力情況，各組成部分的連接方式以及使用頻率等多因素有關(guān)。由中國電子產(chǎn)品可靠性數(shù)據(jù)交換網(wǎng)與機(jī)械電子工業(yè)部第五研究所數(shù)據(jù)中心合編的《電子設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)手冊(cè)》，以及我國還編寫軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB 299-87《電子設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)手冊(cè)》來對(duì)單個(gè)電子設(shè)備的可靠性研究提供了大量的數(shù)據(jù)。而單個(gè)電子設(shè)備、元器件和接插件的可靠性無法直接估算出整個(gè)電氣系統(tǒng)的可靠性，需了解元器件的連接方式來建立數(shù)學(xué)模型，從而達(dá)到預(yù)估整個(gè)系統(tǒng)的可靠度。

1 可靠性參數(shù)

元器件產(chǎn)品在評(píng)估它的可靠性時(shí)，一般通過自身性質(zhì)的定量參數(shù)來進(jìn)行評(píng)估的，所以了解產(chǎn)品的可靠性，先得了解其定量參數(shù)。

（1）可靠度?！爱a(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)能完成規(guī)定功能的概率”。一批產(chǎn)品的壽命時(shí)間為T，規(guī)定的工作時(shí)間為t，若T>t時(shí)，則說明產(chǎn)品在時(shí)間t內(nèi)完成了規(guī)定的功能，而壽命時(shí)間T是一個(gè)隨機(jī)變化的，我們只能用概率來定量分析，所以就有了可靠度的表達(dá)式：。

（2）失效率λ（t）。“產(chǎn)品在t時(shí)刻后的單位時(shí)間內(nèi)，失效產(chǎn)品數(shù)相對(duì)于t時(shí)刻還在工作的產(chǎn)品數(shù)的百分比值”。其表達(dá)式為：

（1）

根據(jù)我國在2006年更新的GJB/Z 299C-2006《電子設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)手冊(cè)》中，可以查出預(yù)計(jì)的元器件可靠性的基本數(shù)據(jù)和方法。

以列車上的連接器（接插件）為例：

通過對(duì)列車的連接器使用的數(shù)量和環(huán)境等因素的考量，能估算出C、T、TC、Nx、K參數(shù)的值，來計(jì)算基本失效率模型，然后經(jīng)查表獲得、、、、參數(shù)的值來，計(jì)算出處于某一工作環(huán)境的連接器工作失效率，從而計(jì)算出連接器可靠度。

2 系統(tǒng)的可靠性框圖的建立

單獨(dú)知道某一元器件的可靠度并不能來當(dāng)作整個(gè)系統(tǒng)的可靠度，并且每種元器件的可靠度不同，如果不能了解它們之間的連接方式，就無法估算出整個(gè)系統(tǒng)的可靠度來，所以必須對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的連接框圖進(jìn)行研究。

所有的電路系統(tǒng)，它由若機(jī)器、組件、設(shè)備、部件和零件組成，它們相互聯(lián)系，共同合作控制來滿足控制功能而組合起來的。對(duì)于大的系統(tǒng)來說，研究整個(gè)系統(tǒng)的可靠性非常復(fù)雜，一般把一個(gè)大的電路系統(tǒng)分成若干個(gè)子系統(tǒng)，在子系統(tǒng)中研究每個(gè)元器件的可靠度，再研究它們相互之間聯(lián)接關(guān)系，不同的聯(lián)接關(guān)系有不同的可靠度的數(shù)學(xué)模型。

（1）串聯(lián)電路。

當(dāng)有N個(gè)子系統(tǒng)正常工作時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)才正常工作，而如果系統(tǒng)任一一個(gè)子系統(tǒng)失效時(shí)，就引起整個(gè)系統(tǒng)失效，那這N個(gè)子系統(tǒng)稱為串聯(lián)系統(tǒng)。

3 結(jié)語

從可靠性理論基礎(chǔ)估算出單個(gè)電子元器件的可靠度或失效率，分析電路系統(tǒng)后估算出整個(gè)復(fù)雜的電氣控制電路系統(tǒng)的可靠性。從可靠性的幾個(gè)特征量入手，并節(jié)選了電路的一個(gè)連接電路，分析是為串聯(lián)或并聯(lián)，并根據(jù)可靠性串聯(lián)特性和并聯(lián)特性估算電氣控制電路系統(tǒng)，這就是本文研究的成果。

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