最近稍稍有點忙
，各處跑來跑去，考察了一些企業的產品技術情況，比較普遍的一個現象是：研發人員無一例外的同聲譴責采購和工藝部門，對元器件控製不嚴，致使電路板入檢合格率低、到(dao)客(ke)戶(hu)現(xian)場(chang)後(hou)頻(pin)頻(pin)出(chu)毛(mao)病(bing)。並(bing)舉(ju)出(chu)了(le)諸(zhu)多(duo)文(wen)獻(xian)實(shi)例(li)和(he)專(zhuan)家(jia)發(fa)言(yan)來(lai)佐(zuo)證(zheng)自(zi)己(ji)的(de)論(lun)斷(duan)
，並(bing)希(xi)望(wang)我(wo)也(ye)能(neng)隨(sui)聲(sheng)附(fu)和(he)幾(ji)句(ju)，可(ke)以(yi)借(jie)此(ci)給(gei)相(xiang)關(guan)物(wu)料(liao)和(he)製(zhi)造(zao)部(bu)門(men)施(shi)加(jia)一(yi)點(dian)壓(ya)力(li)，但(dan)最(zui)後(hou)我(wo)讓(rang)他(ta)們(men)失(shi)望(wang)了(le)。

 

我給下的結論無一例外都是怪到了研發的頭上。並送給了研發弟兄們幾個總結性觀點：①在公司裏，研發隊伍已經足夠強勢，不必再由我添加壓垮駱駝的那最後一根稻草；②產品的可靠性水平和研發的強勢程度成反比；③電路設計錯誤和器件應用不當占了故障的八成因素。

 

 

一個電解電容緊挨著散熱片焊接的，與電解電容相關聯的那部分電路參數容易漂
，現象和結果就是機器參數不穩；綠lv色se發fa光guang二er極ji管guan的de色se調tiao不bu一yi致zhi，外wai觀guan看kan起qi來lai不bu美mei觀guan，發fa光guang管guan都dou有you個ge波bo長chang的de要yao求qiu，即ji使shi都dou是shi綠lv光guang
，波bo長chang的de細xi微wei差cha別bie也ye會hui導dao致zhi色se差cha，而er設she計ji文wen件jian上shang並bing沒mei對dui發fa光guang管guan的de波bo長chang做zuo出chu規gui定ding。

 

某塊電路工作不好，發現將PCB板信號線的一個電感換成磁珠就好了
，於是就改了BOM dan，dianlubanshangpazhegecizhudasishengchanle。changguilijiekanlai
，cizhusihuhediangandetexingshixiangtongde，danshishishangcizhubiaoxiandeshiyigesuipinlvbianhuadedianzutexing
，shixiaohaoxingde，erdianganshichunengtexing

，shichucunxingdexuefengtiangu。jishicongshijijieguolaikan，sihugenghuanqijianhoumeiwenti，danqishibingmeiyougaotongzhenzhengdeqijianjili。bingsuiranmomingqimiaodehaole，danbingdudeyinhuanrengzai。 “宜將剩勇追窮寇，不可沽名學霸王”，毛主席教導我們，做電路要對電路和器件窮根究底。

 

還hai有you很hen多duo類lei似si的de問wen題ti，比bi如ru散san熱re
，似si乎hu熱re設she計ji隻zhi和he機ji箱xiang內nei溫wen度du有you關guan，卻que忽hu視shi了le一yi個ge致zhi命ming的de問wen題ti，溫wen度du係xi數shu

，即ji使shi溫wen度du不bu夠gou高gao到dao燙tang手shou的de地di步bu，溫wen度du的de升sheng高gao是shi否fou會hui導dao致zhi溫wen漂piao
，溫wen漂piao後hou的de參can數shu值zhi是shi否fou會hui將jiang器qi件jian的de特te征zheng參can數shu推tui到dao電dian路lu正zheng常chang工gong作zuo的de邊bian緣yuan
？

 

比如降額
，幾乎所有工程師都說“我們降額了，基本降了50%，餘量是足夠的，這個問題肯定沒有”。namejiangeshi，suoyougaijiangedecanshudoujiangdaoleanquanfanweima？tongyileigongnengdeqijian，huanlebutongfengzhuangxingshihuoshengchangongyideshihou，yiyangdejiangexishunengjiangchuyiyangdexiaoguolaima
？zaitedingweizhi、特定電路下的器件
，明確哪個特定參數該降的更大一點嗎？

 

還有電磁兼容、振動、可維修性、測試等等多方麵的問題
，知己知彼，百戰不殆
，在實際的考察中
，發現既不知己
、也不知彼的設計太多，不知己是不知道自己不知道什麼，不知彼是不知道設計所麵對的對象的諸多參數、條件
、工藝
、特性，而恰恰是由此引出了太多的技術問題。

 

“不知年之所加
，氣之盛衰，虛實之所起，不可以為工”，中醫上要求，不了解患者的年
、氣、虛xu實shi，就jiu不bu可ke以yi開kai藥yao下xia方fang，中zhong醫yi做zuo到dao了le，他ta們men不bu敢gan，他ta們men的de錯cuo誤wu會hui導dao致zhi人ren命ming，而er我wo們men為wei什shen麼me不bu了le解jie電dian路lu和he器qi件jian的de情qing況kuang下xia就jiu可ke以yi做zuo設she計ji呢ne，難nan道dao僅jin僅jin是shi因yin為wei我wo們men的de錯cuo誤wu不bu會hui死si人ren？

 

於是，針對這個現象


，專門開發了《電路可靠性設計與元器件選型》這門培訓課程，為一線的產品開發工程師
、質量工程師

、技術管理者、測試工程師等提供針對性的思維方法和具體的知識技巧。

 

那麼，這些思維方法和知識和我們的實際工作到底有何關聯呢？下麵聽我一一道來。

 

 

電子可靠性的設計原則包括：RAMS定義與評價指標、電子設備可靠性模型、係統失效率的影響要素、電子產品可靠性指標、工作環境條件的確定


、係統設計與微觀設計、過程審查與測試、設計規範與技術標準。

 

有(you)人(ren)說(shuo)了(le)，設(she)計(ji)原(yuan)則(ze)就(jiu)是(shi)絕(jue)對(dui)正(zheng)確(que)的(de)廢(fei)話(hua)，誰(shui)都(dou)會(hui)說(shuo)，誰(shui)都(dou)不(bu)會(hui)用(yong)。通(tong)俗(su)的(de)翻(fan)譯(yi)出(chu)來(lai)就(jiu)是(shi)設(she)計(ji)原(yuan)則(ze)很(hen)難(nan)和(he)實(shi)際(ji)設(she)計(ji)建(jian)立(li)直(zhi)接(jie)的(de)影(ying)響(xiang)和(he)聯(lian)係(xi)。

 

這一段主要是方法.論
，關於技術的方法.論，錢學森老人的偉大眾所周知吧？但他的水平和優勢是什麼？電子、機械、軟件
、測試
、管理？都不是

，是係統方法.lunhegongchengjisuan。dangwomenyaojueceyigedianludeqijianxuanxingdeshihou，ruguoyouyigejibengongshi，zhijiegaosulewomenyinggaizhongshinagezhibiao，qijianxuanxinghedianlushejihaishiyijiannanshima？

 

舉個例子，一個插座電纜，上麵要通過10A的電流，是用2根8A的導線並聯分流好呢？還是用一根14A的電纜好呢？通過可靠性模型可以輕鬆得到答案。

 

驅動一個發光管
，是用三極管好呢，還是用運放好呢
？

 

qianduanshijianquqingdao，canguanleqingpidepijiubowuguan
，kandaoleyigeshijiqian，deguodedianjiheribendefengshan，shijihoudejintianrengrannengzhengchanggongzuo，lingrenyanxianbuyi。xitongshixiaolvdeyingxiangyaosukeyigaosuninzhegejieguodedaan，fangzaijintian
，deguo

、日本和我們一樣
，也造不出耐一個世紀的電機和風扇。

 

電子可靠性要想提升
，應該從哪些具體問題點下手呢

？

 

這些都是係統方法.論(lun)和(he)工(gong)程(cheng)計(ji)算(suan)可(ke)以(yi)幫(bang)助(zhu)解(jie)決(jue)的(de)問(wen)題(ti)
，錢(qian)老(lao)走(zou)了(le)
，他(ta)的(de)智(zhi)慧(hui)和(he)思(si)維(wei)需(xu)要(yao)有(you)人(ren)繼(ji)續(xu)傳(chuan)承(cheng)下(xia)去(qu)
，我(wo)能(neng)做(zuo)的(de)是(shi)傳(chuan)播(bo)錢(qian)老(lao)的(de)思(si)想(xiang)
，希(xi)望(wang)有(you)更(geng)多(duo)的(de)人(ren)參(can)與(yu)進(jin)來(lai)
，更(geng)廣(guang)泛(fan)的(de)理(li)解(jie)和(he)應(ying)用(yong)。

 

 

電路可靠性設計規範包括降額設計（降額參數和降額因子）、熱設計（熱設計計算、熱設計測試、熱器件選型）、電路安全性設計規範、EMC設計、PCB設計（布局布線、接地、阻抗匹配
、加工工藝）
、可用性設計（可用性要素、用戶操作分析
、設計準則）、可維修性設計（可維修性等級、評估內容、設計方法）。

 

電dian路lu可ke靠kao性xing設she計ji規gui範fan的de一yi個ge核he心xin思si想xiang是shi監jian控kong過guo程cheng

，而er不bu是shi監jian控kong結jie果guo
，舉ju個ge最zui通tong俗su的de比bi方fang是shi，設she計ji規gui範fan是shi懷huai孕yun過guo程cheng的de維wei護hu

，保bao證zheng優you生sheng。這zhe些xie都dou是shi各ge前qian人ren多duo年nian經jing驗yan的de總zong結jie，按an照zhao這zhe些xie具ju體ti的de設she計ji方fang法fa去qu做zuo了le，產chan品pin的de可ke靠kao性xing隱yin患huan就jiu會hui被bei排pai除chu了le。

 

比如熱設計，按照熱功率密度
、熱流密度的計算確定下來的散熱方法
，您就不必擔心散熱不夠了；按照熱阻和結溫的計算方法
，選定了風扇和散熱片
，隻要有足夠的餘量，也不必擔心自己是“盲人騎瞎馬，夜半臨深池”了。

 

PCB的接地，這個似乎最簡單又最複雜的問題，到底有沒有一種放之四海而皆準的接地思路
，讓我們隻有歡喜不再憂呢
，答案是“有”。

 

可用性好像對我們沒太大影響，就好像我們去麵試一樣，影響我們麵試成敗的似乎是學曆證書、工作經驗等
，但門牙上的韭菜葉子，會不會導致失敗？按鍵的色彩、大小、按下去的手感和力度、鍵的形狀
、鍵的布局
，顯示的內容、顯示的方法

、顯示的角度、顯示的大小，跟門牙的幹淨程度有何區別？對於用戶
，有一個最通俗的說法：“界麵即係統”。yonghubuxiaodenamegaoshendelilunheneibugouzao
，neibudedongxizhiyaobaozhenghaoyong，shengxiadejiushiwaiguandemeimiaole。youqishixinyonghu，waiguangengshijuedinggoumaiyufoudediyiyaosu。daxuelizhuinvsheng，doushishouxuanhaokandeba
？

 

可維修性可就直接決定了金錢的花費
，可維修性分三.級，現場級
、辦事處級、總部級，不同的級別，維修工具的價值、配套工具的多少
、維修人員的水平、維修人員的人數、配件的充裕程度都是不一樣的，試想一下
，定義為“現場級”的維修等級，卻有一個需要3個人才可以搬動下來的蓋子
，維修人員幾人一組搭伴出差？定義為“辦事處級”
，卻需要配備頻譜儀、邏輯分析儀、示波器等高檔儀器才可以維修
，維修工具的成本將為幾何？更遑論需要配套的諸多設施如水、電、氣、其他設備了。

 

 

可靠性測試包括標準符合性測試、邊緣極限條件測試
、容錯性測試
、HALT測試、破壞性測試
、隱含條件測試、接口條件測試。

 

和諸多技術人員溝通，都想做好可靠性設計，但普遍反映兩點難題：一是缺乏經驗
，二是在家裏測不出問題，到現場就有問題。

 

缺(que)乏(fa)經(jing)驗(yan)的(de)問(wen)題(ti)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)第(di)二(er)部(bu)分(fen)的(de)方(fang)法(fa)解(jie)決(jue)
，測(ce)試(shi)問(wen)題(ti)的(de)解(jie)決(jue)就(jiu)是(shi)通(tong)過(guo)本(ben)節(jie)了(le)。測(ce)試(shi)的(de)核(he)心(xin)點(dian)是(shi)測(ce)試(shi)用(yong)例(li)的(de)設(she)計(ji)，集(ji)中(zhong)在(zai)兩(liang)部(bu)分(fen)，一(yi)部(bu)分(fen)是(shi)盡(jin)量(liang)去(qu)模(mo)擬(ni)用(yong)戶(hu)現(xian)場(chang)的(de)最(zui)惡(e)劣(lie)應(ying)用(yong)條(tiao)件(jian)
，一(yi)部(bu)分(fen)是(shi)針(zhen)對(dui)可(ke)能(neng)的(de)失(shi)效(xiao)機(ji)理(li)，人(ren)為(wei)增(zeng)加(jia)破(po)壞(huai)因(yin)素(su)，激(ji)發(fa)出(chu)問(wen)題(ti)，找(zhao)到(dao)薄(bo)弱(ruo)點(dian)並(bing)改(gai)進(jin)之(zhi)。但(dan)須(xu)注(zhu)意(yi)，很(hen)多(duo)測(ce)試(shi)是(shi)具(ju)有(you)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)破(po)壞(huai)性(xing)的(de)
，需(xu)要(yao)分(fen)析(xi)下(xia)，經(jing)曆(li)過(guo)破(po)壞(huai)性(xing)測(ce)試(shi)的(de)機(ji)器(qi)是(shi)絕(jue)不(bu)能(neng)出(chu)廠(chang)應(ying)用(yong)的(de)。

 

 

元器件選型包括了選型的基本原則

、係列元器件的分類、特性、選型指標
、可靠性應用注意事項等，包括電容、電阻、二極管三極管、接插件、晶振、電控光學器件（光耦、LED）、AD/DA及運放、電控機械動作器件、能量轉換器件（開關電源、電源變換芯片


、變壓器）
、數字IC、保護器件（保險絲、磁環磁珠

、壓敏電阻、TVS管）
、電源模塊等。

 

女孩子流行著一個口號
，“幹得好不如嫁得好”，雖(sui)然(ran)網(wang)上(shang)正(zheng)反(fan)雙(shuang)方(fang)論(lun)戰(zhan)激(ji)烈(lie)，但(dan)一(yi)個(ge)事(shi)實(shi)誰(shui)也(ye)不(bu)能(neng)否(fou)認(ren)
，女(nv)孩(hai)子(zi)最(zui)後(hou)的(de)結(jie)局(ju)還(hai)真(zhen)就(jiu)是(shi)嫁(jia)得(de)好(hao)比(bi)幹(gan)得(de)好(hao)的(de)比(bi)例(li)高(gao)的(de)多(duo)得(de)多(duo)。幹(gan)得(de)好(hao)是(shi)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)得(de)好(hao)，嫁(jia)得(de)好(hao)是(shi)器(qi)件(jian)選(xuan)型(xing)選(xuan)得(de)好(hao)。同(tong)樣(yang)是(shi)電(dian)容(rong)
，鉭(tan)電(dian)解(jie)和(he)鋁(lv)電(dian)解(jie)的(de)區(qu)別(bie)、電解和瓷片的區別，線繞電阻和膜式電阻的區別，數字IC重點關注哪幾個指標，保護器件的選擇指標依據什麼，誰都知道
，保鏢警衛變質可就慘了。

 

我們就象廚師，我們不管種菜
，但我們炒出來的菜的味道是要受菜、水、肥、氣候等的影響的，不然就不會出現茅台鎮的茅台、山西的汾酒
、meiyujijiedechoudoufudengzhuanshupinle。tongli，qijiandezhizaogongyiheqizhizaogongyisuoyinchudeqijiantexingdoushixuyaowomenlejiebingzaiyingyongzhongjiayiguibide。biruxianraodianzudedianganliangda、紙介電容的漏電流大、電容的ESR值對電路設計的影響、瓷片電容的耐溫變率和耐震動的水平低、TVS耐浪湧電流小但反應時間快，磁環的效果取決於材料和裝配，耐振動差等等。

 

 

元器件失效機理和分析方法包括常見的失效機理

、分析方法和工具。

 

以yi上shang內nei容rong全quan都dou是shi如ru何he防fang止zhi電dian路lu工gong作zuo不bu正zheng常chang和he防fang止zhi器qi件jian壞huai
，但dan智zhi者zhe千qian慮lv難nan免mian一yi失shi，一yi旦dan壞huai了le，千qian萬wan不bu要yao敬jing而er遠yuan之zhi，而er應ying該gai如ru獲huo至zhi寶bao。開kai車che的de人ren都dou知zhi道dao，哪na裏li最zui能neng練lian出chu駕jia駛shi水shui平ping？高gao速su公gong路lu不bu行xing，隻zhi有you鬧nao市shi和he不bu良liang路lu況kuang的de時shi候hou。社she會hui的de發fa展zhan就jiu是shi一yi個ge發fa現xian問wen題ti解jie決jue問wen題ti的de過guo程cheng

，出chu現xian問wen題ti不bu可ke怕pa
，但dan頻pin繁fan出chu現xian同tong一yi類lei問wen題ti是shi非fei常chang可ke怕pa的de。

 

器件失效的分析是基於一個基本的改進手段，“基於失效機理的預防措施”。問題發現了
，把引起問題的要素規避了，形成了規範，大家以後設計都遵守了，問題自然不會再現了。

 

比如，ESD的防護
，很多公司都在做，做的方法包括加濕，但加濕可能會帶來MSD的問題，如果通過I/V曲線測試，發現波峰焊載流焊後出現器件某些管腳對VCC、GND開路，那就要考慮MSD問題了，解決辦法就是在焊接前加熱幾個小時，將潮氣散發出去。

 

比如器件燒壞了，要檢測一下是哪個管腳壞掉了

，及壞掉的現象是什麼，通過萬用表
、I/V曲線圖示儀
、示波器
，高級點的外協找X射she線xian透tou視shi下xia
，判pan斷duan出chu失shi效xiao的de機ji理li
，並bing順shun藤teng摸mo瓜gua，找zhao到dao那na塊kuai與yu該gai管guan腳jiao關guan聯lian的de電dian路lu，分fen析xi電dian路lu和he工gong廠chang內nei的de工gong藝yi過guo程cheng，找zhao到dao引yin起qi該gai失shi效xiao機ji理li的de點dian並bing改gai進jin之zhi。

 

 

提升可靠性的微觀管理方法很簡單，包括了三部分：軟件工具
、AAR、checklist。

 

andaolishuo，jishuxingneirongbuyinggaichanzaguanli，danshishishangguanlishikeyicujinjishude
，biru，gongsiliyourenyijingzhangwolemougezhishidian

，danbierenbuzhidaotahui
，guanlishangdecuoshikeyijiangtazhidaodejifachulai
，bingzhidaobierendeshejishijian
，zheyangjiuxiangdangyuyongfeijishushouduanjiejuelejishuwenti。

 

這(zhe)部(bu)分(fen)的(de)方(fang)法(fa)主(zhu)要(yao)是(shi)針(zhen)對(dui)開(kai)展(zhan)可(ke)靠(kao)性(xing)工(gong)作(zuo)的(de)幾(ji)個(ge)障(zhang)礙(ai)實(shi)施(shi)的(de)。障(zhang)礙(ai)一(yi)是(shi)人(ren)容(rong)易(yi)犯(fan)懶(lan)，自(zi)己(ji)覺(jiao)得(de)差(cha)不(bu)多(duo)，找(zhao)到(dao)指(zhi)導(dao)性(xing)文(wen)件(jian)資(zi)料(liao)的(de)代(dai)價(jia)有(you)點(dian)大(da)，覺(jiao)得(de)差(cha)不(bu)多(duo)就(jiu)自(zi)顧(gu)自(zi)設(she)計(ji)去(qu)了(le)

，軟(ruan)件(jian)工(gong)具(ju)的(de)作(zuo)用(yong)是(shi)降(jiang)低(di)技(ji)術(shu)溝(gou)通(tong)障(zhang)礙(ai)
；障礙二是技術水平經驗不夠

，那就開展After Action Review（行動後反思），將每次發生的問題的起因、現象
、改進方法等都總結出來
，並通過軟件工具共享之，我們一直在努力，每天都在提高

，沒經驗又何懼，成長得快也是解決技術經驗的手段；障礙三是一個人某一刻能想到的問題是會受限的
，讓一個高手評審某個設計，他評審時的狀態會讓他遺漏內容，checklist比較係統
，既可以用於設計師自查，也可以用於評審專家參考，避免遺漏，既是低水平者很好的學習材料，又是高水平者的參考。（本文摘編自網友武曄卿博客）