1958年,美國對2000件導(dǎo)彈和飛機上使用的電子設(shè)備,通過環(huán)境試驗,進行故障統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn):
濕度引起的故障為
24.75%
沖擊、振動引起的故障為
12.65%
溫度引起的故障為
9.75%
其它
10.35%
1971年美國對機載電子設(shè)備工作中的故障原因剖析如下:
由溫度引起的故障占
22.2%
由振動引起的故障占
11.38%
由潮濕引起的故障占
10%
由沙塵引起的故障占
4.16%
由鹽霧引起的故障占
12.65%
由高度引起的故障占
1.94%
由沖擊引起的故障占
1.94%
由其它原因(如使用不當,不按規(guī)程操作) 占 1.11%
其中溫度、振動、濕度三項環(huán)境造成電子設(shè)備43.58%的故障率。
1986年,美國F/A-18大黃蜂飛機失效中,有關(guān)環(huán)境引起失效所占的比例為:
溫度
40%
振動
27%
潮濕
19%
沙塵
19%
鹽霧
4%
高度
2%
沖擊
2%
由自然環(huán)境引起的失效占71%,有力學(xué)環(huán)境引起的失效占29%。
從三次統(tǒng)計中,可以看出,美國在五十年代末,由于電子設(shè)備多采用分立元件、晶體管,封裝不好,抗振能力差,設(shè)備體積大,而散熱比較理想。因此潮濕引起的故障是第一位的,沖擊、振動引起的故障是第二位的,溫度引起的故障是第三位的。
六十年代末,美國電子設(shè)備多采用大規(guī)模集成電路,設(shè)備體積縮小,其抗振能力有了提高,封裝質(zhì)量也相應(yīng)提高,而散熱問題突出出來。因此,溫度引起的故障占第一位,振動引起的故障占第二位,濕度引起的故障占第三位。
到了八十年代,美國電子設(shè)備多采用超大規(guī)模集成電路設(shè)備更加小型化,而設(shè)備的散熱問題也就更加突出。因此溫度引起的故障仍占第一位,振動占第二位,濕度占第三位。
美國人注意到溫度、振動、濕度三因素是造成電子設(shè)備故障的主要環(huán)境,占故障率的86%,因此,在八十年代相應(yīng)提出了ESS和CERT。ESS主要考慮高、低溫循環(huán)和隨機振動。通過ESS可激發(fā)電子產(chǎn)品的多種故障,并找出造成故障的制造、工藝因素,改進工藝,使之提高成品率。CERT0是高、低溫循環(huán)、濕度、隨機振動、通電聯(lián)合作用,通電也是激化溫度應(yīng)力。CERT是找出設(shè)計上的缺陷,改進設(shè)計從而提高設(shè)備的可靠性。ESS和CERT,工藝和設(shè)計雙管齊下,從而在源頭上提高電子設(shè)備的可靠性,抓住了主要矛盾,可靠性有了保證。
目前我國電子設(shè)備的水平,正處在美國七十年代到八十年代的水平,由分立元件向集成電路、超大規(guī)模集成電路過渡,電子設(shè)備小型化,日趨完善。因此,溫度、振動、濕度使威脅產(chǎn)品可靠性的主要環(huán)境,并且要把溫度環(huán)境視作為首要的引起電子產(chǎn)品故障的原因。熱分析、熱設(shè)計成為電子設(shè)備的首要任務(wù)。
熱設(shè)計
電子設(shè)備的熱設(shè)計技術(shù)是針對熱量的傳播方式,研究各種控制熱量的辦法,以達到減少溫升、保證電子設(shè)備可靠性為目的,熱設(shè)計的關(guān)鍵是控制設(shè)備內(nèi)部的溫升。
一般設(shè)備
<+75oC
電 源
<+75oC
發(fā) 射 機
<+75oC
大功率管殼
<+75oC
控制和降低設(shè)備內(nèi)部溫升辦法
- 提高元器件、材料的允許工作溫度,選用耐熱性和熱穩(wěn)定性好的元器件和材料。
- 盡量選用小功率的能源和小功率的執(zhí)行元件。在電路設(shè)計時,應(yīng)當減少發(fā)熱元件的數(shù)量。
- 元器件的引線(腿)要盡量短、粗。
- 對熱敏感的元器件應(yīng)遠離發(fā)熱元件,發(fā)熱量大的元器件應(yīng)盡量靠近機殼和框架。
- 在印制板上應(yīng)加設(shè)散熱網(wǎng)絡(luò)??上陆?span lang="EN-US">10oC,失效率下降一半。
- 利用儀器外殼與彈體有關(guān)部件接觸,增加散熱面。
儀器殼體的熱設(shè)計原則是達到最佳的對流、傳導(dǎo)和輻射,最大限度地把熱散發(fā)出去。
免責(zé)聲明: 本文僅代表作者個人觀點,與 綠色節(jié)能環(huán)保網(wǎng) 無關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本站證實, 對本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾,請讀者僅 作參考,并請自行核實相關(guān)內(nèi)容。