2011汽车电子产品检测(第六讲)

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1、汽车电子产品检测与鉴定,任课教师：李正国,讲授时间：20112012学年第一学期,第六讲 汽车电子产品可靠性检测基本知识,Page 3,汽车电子产品检测与鉴定,一、可靠性的基本概念,所谓可靠性，是指“产品在规定的条件下，规定的时间内，完成规定 功能的能力”。,规定条件是指产品使用时的应力条件、环境条件和存储条件等。,“规定条件”不同，电子产品的可靠性也不同。例如，同一半导体器件 使用时，在不同功率输出的状态下，其可靠性是不同的，一般的规律是小 于额定功率时可靠性较高，等于额定功率时可靠性次之，大于额定功率时 可靠性较差。,Page 4,汽车电子产品检测与鉴定,一、可靠性的基本概念,产品的可靠性

2、与“规定时间”即规定的工作时间密切相关。 一般来说，元器件经过筛选后，产品在某一段时间内可靠性水平较高。 此后，随着使用时间的延长，可靠性水平逐渐降低；时间越长，可靠性 水平越低。,产品的可靠性与“规定功能”也有密切关系。一个产品往往具备若干 功能，或者具有若干项技术指标。产品在工作时，要完成的是功能的全部 而不是其中的一部分，或者说要达到所有技术指标而不是达到某一部分技 术指标。,Page 5,汽车电子产品检测与鉴定,一、可靠性的基本概念,产品在实际使用中发生的失效往往与各种偶然因素有关。要判断 某种产品会在什么时候发生故障是无法做到的，但大量的偶然事件（随 机事件）会隐藏一定的规律，偶然事

3、件包含必然性。虽然我们不能精确 知道故障的时间，但我们可以估计在某段时间产品完成规定功能的能力 大小，也就是所谓的产品可靠度的大小。,所谓“可靠度”，是指“产品在规定条件下和规定时间内，完成规定 功能的概率”。例如，产品工作1000小时的可靠度为98，意味着多次抽取了 100个同样的产品在规定的条件下工作1000小时，平均有98个能完成规 定的功能。,Page 6,汽车电子产品检测与鉴定,二、产品的质量与可靠性的关系,产品的质量由产品的功能、产品可靠性和产品的有效度组成。（如图所示）,产品的功能是指产品所具有的技术指标。例如：计算机的技术指标， 手机的技术指标，汽车的技术指标等。产品的基本技术

4、指标没有达到， 可靠性指标是没有意义的。,但是，产品的功能能否发挥，很大程度取决于产品的可靠程度。 例如，炮瞄雷达如果关键时候不起作用，将产生很严重的后果。,Page 7,汽车电子产品检测与鉴定,二、产品的质量与可靠性的关系,产品的有效度，是指可以修复的产品在某时刻维持其功能的概率。,对于可修复的产品，其有效度的高低还与出现故障后修复时间的长 短有关。产品的平均修复时间越短，则有效度就越高。我们把产品可能 工作时间与总时间之比作为衡量产品质量的一个重要指标，叫“固有有效 度”。,只有产品的可靠性水平高，才能使产品的功能得到充分的发挥。 通常把产品的失效率、可靠度、平均寿命、储存寿命等作为产品的

5、 可靠性指标。,Page 8,汽车电子产品检测与鉴定,二、产品的质量与可靠性的关系,产品的可靠性由固有可靠性、使用可靠性和环境适应性三方面组成。,（1）固有可靠性指产品在设计、制造时内在的可靠性。影响产品固有可靠性的因素 主要由：。（2）使用可靠性指使用、维修人员对产品可靠性的影响。具体指使用、维护的合理 性、科学性。这些人为的因素往往影响产品的正常使用。 （3）环境适应性指产品工作时的外界条件对产品可靠性的影响。这些条件有。 。,Page 9,汽车电子产品检测与鉴定,三、失效规律,产品失效规律的分析和研究是可靠性研究的主要内容之一。对产品的 失效规律的分类通常有两种方法：一是按产品的寿命特征

6、分类，一是按 产品的失效形式分类。 1、按寿命特征分类的产品失效规律浴盆曲线从曲线上可以看出，产品的失效率随着时间的发展大致可划分为三个 阶段：即早期失效期、偶然失效期和损耗失效期。,Page 10,汽车电子产品检测与鉴定,三、失效规律,产品失效规律的分析和研究是可靠性研究的主要内容之一。对产品的 失效规律的分类通常有两种方法：一是按产品的寿命特征分类，一是按 产品的失效形式分类。 1、按寿命特征分类的产品失效规律浴盆曲线从曲线上可以看出，产品的失效率随着时间的发展大致可划分为三个 阶段：即早期失效期、偶然失效期和损耗失效期。,Page 11,汽车电子产品检测与鉴定,三、失效规律,（1）早期失

7、效期早期失效期是指产品制成后投入工作的较早时期，特点是失效率高， 且产品失效率随着时间的增加而迅速下降。原因：设计和制造工艺上的缺陷等因素而导致产品的失效。尤其是：材料 缺陷、工艺不良、操作粗心、检验不严等。减少的有效办法：加强原材料的理化检验，严格工艺规程，加强产品的质量管理，对元 器件实行筛选措施等。,Page 12,汽车电子产品检测与鉴定,三、失效规律,（2）损耗失效期损耗失效期是指产品使用的后期，是产品主要的失效时期。其特点是 失效率随着时间的增加而上升。原因：主要是产品的老化、疲劳和损耗等。举例。改善的有效办法：不断提高元器件的工作寿命，对寿命时间短的元器件，在整机设计时 就制定一套

8、预防性检修和更新措施，在它们达到耗损失效期前就及时予以 更换。（短板效应）,Page 13,汽车电子产品检测与鉴定,三、失效规律,（3）偶然失效期偶然失效期出现在早期失效期之后，此期间产品的失效属于偶然事件。 其特点是失效率低，工作稳定。失效率近似常数，与时间变化关系不大。原因：偶然因素。举例。,Page 14,汽车电子产品检测与鉴定,三、失效规律,（4）特殊情况上面介绍的三个时期是电子产品的典型情况。但是，并不是所有产品都有三个失效期，有的只有其中的一个或两个。例如，有些质量低劣的电子产品可能只有早期失效期，或者是其偶然 失效期非常短，在早期失效之后，就直接进入损耗失效期。相反，有些半导体元

9、器件的理论寿命是非常长的，基本上很难发现其 损耗失效的现象。对失效规律的了解，有助于提高产品的可靠性水平。例如，没有早期 失效期的产品就不必用筛选的办法，否则引起平均寿命的降低。而没有 损耗失效期的产品就可以加强其筛选条件，降低失效率。,Page 15,汽车电子产品检测与鉴定,三、失效规律,2、按失效形式区分的产品失效按失效形式，产品的失效也可分为三类不同形式：由于产品质量不 合格造成的失效，人为因素造成的失效和由于损耗造成的失效。（1）质量不合格失效有两个方面的原因：一是产品的设计不能适应实际使用的需要，可能 是元器件的选择不当，或原材料选择不当，或电路、工艺参数设计不当； 二是环境应力超过

10、产品的负荷能力，可能是产品不适应环境或设计者对 使用条件估计错误造成的。,Page 16,汽车电子产品检测与鉴定,三、失效规律,2、按失效形式区分的产品失效按失效形式，产品的失效也可分为三类不同形式：由于产品质量不 合格造成的失效，人为因素造成的失效和由于损耗造成的失效。（2）人为因素失效有三个方面的原因：一是对产品没有进行可靠性设计，更未对产品进 行可靠性工艺保证措施；二是设计人员或制造人员采用有缺陷的元器件、 材料；三是产品在制造、维修或运输过程受到了人为的损坏。,Page 17,汽车电子产品检测与鉴定,三、失效规律,2、按失效形式区分的产品失效按失效形式，产品的失效也可分为三类不同形式：

11、由于产品质量不 合格造成的失效，人为因素造成的失效和由于损耗造成的失效。（3）损耗失效这是由于产品老化、疲劳和损耗等原因造成的失效。主要原因：一是 某些元器件的使用时间超过损耗期的寿命，二是某些元器件常时间受到 环境应力的影响。以上的失效形式的分类的优点在于能尽快找出失效的原因，以便从 根本上采取措施，提高产品的可靠性水平。,Page 18,汽车电子产品检测与鉴定,四、失效分析,失效分析：对批量产品，以一定抽样程序，抽取一定数量的产品对其进行加速 试验，对试验中的失效产品进行深入的物理分析，弄清楚其失效的形式 及失效 的原因，从而提出改进措施，以提高产品的可靠性水平。失效形式的分析过程： 1、

12、收集失效数据； 2、失效形式鉴定； 3、失效特征描述； 4、失效机理假设； 5、证实； 6、改进措施； 7、新的失效因素的探索。,Page 19,汽车电子产品检测与鉴定,五、提高产品可靠性水平的意义,1、电子工业的发展对可靠性提出了更高的要求如果以R表示一台电子产品的可靠度，以R1、R2、。Rn表示用于 该产品的各元器件的可靠度，那么一个串联系统电子产品（即系统中的任 何一个元器件的失效都会导致系统设备失效）的可靠度R等于各元器件 可靠度的乘积RR1R2。Rn当单个元器件的可靠度为0。99时，此设备如果是有10个元器件组成，其可靠程度为90。4，如果由40个元器件组成的话，则其可靠度为 66。

13、9，如果是80个组成的话，只有44。8,Page 20,汽车电子产品检测与鉴定,五、提高产品可靠性水平的意义,1、电子工业的发展对可靠性提出了更高的要求,Page 21,汽车电子产品检测与鉴定,五、提高产品可靠性水平的意义,1、电子工业的发展对可靠性提出了更高的要求VCD影碟机的例子。由此可知，随着电子产品采用元器件数量的增加，对元器件的要求 越来越高，可靠性的问题也就越来越重要。,Page 22,汽车电子产品检测与鉴定,五、提高产品可靠性水平的意义,2、可靠性与经济的关系可靠性与费用的关系曲线图。产品费用生产费用使用费用维修费用； 产品可靠性与生产费用成正比关系，即产品可靠性越高，其生产费用

14、越高； 产品可靠性与使用费用和维修费用都成反比关系，即产品可靠性越高，其 使用费用和维修费用都降低。3、提高产品可靠性水平的意义节约能源、节约材料、节约资源、节约人力、节约资金等。,Page 23,汽车电子产品检测与鉴定,五、提高产品可靠性水平的意义,可靠性与费用的关系曲线图。,Page 24,汽车电子产品检测与鉴定,六、提高可靠性水平的途径,1、全心全意的依靠每一个生产者，对生产线进行严格的质量控制，从 基层、从生产的每一步都搞好质量的控制；2、要完成规定功能的设计方案愈简单愈好，组成产品的元器件数量愈 少愈好。3、对元器件实行减额使用，减轻其负荷量。4、进行产品的可靠性设计。5、提高电路效率。,Page 25,汽车电子产品检测与鉴定,六、提高可靠性水平的途径,6、选用好元器件。7、对某些元器件进行筛选。8、合理的结构设计，改善产品性能。9、实行可靠性储备。（工作储备、容错设计、掩蔽（工作）储备制、待机（非工作）储备制）,Page 26,汽车电子产品检测与鉴定,六、提高可靠性水平的途径,9、实行可靠性储备。（工作储备、容错设计、掩蔽（工作）储备制、待机（非工作）储备制）,