发布时间:2023-09-27 10:03:20
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2提高电子自动化控制设备的措施
在面对电子自动化控制设备可靠性处于低水平的状态中,需要采取相应的措施来提高电子自动化控制设备,通过有效措施,为电子自动化控制设备可靠性提供必要保证。
2.1提高元件质量
元件质量提高是保证电子自动化控制设备可靠性的基础要件。因此在元件设备采购的过程中,在保证元件使用性能的基础上,选择与质量相符的元件,选取知名度良好,信誉良好的厂家购买元件。同时在选择元件的过程中,应当尽可能选择同一品种的设备,避免选择的元件品种过于复杂,同时选择元件还应当与设备相匹配。通过这几方面的要求,就可以减少设备的维修,减少元件设备购买中不必要的纠纷,而最重要的就是提高自动化控制设备的可靠性。另外在技术条件保证的情况下,可以对生产的加工环节进行完善。并且在电子自动化控制设备装配于运输的过程中,应当极可能的简化过程,进而可以保证运输的渐变与快捷。
2.2有效阻断其他干扰可靠性的因素
在天气恶劣的情况,必然会对电子自动化控制设备的可靠性产生影响。因此在恶劣天气到来之前应当采取有效的防护措施,对自动化控制设备进行防护,同时还需要采取有效的措施来阻断电磁干扰,提高电子自动化控制设备的可靠性。当然,针对电子自动控制设备可以采用相应的热能形式进行散热。这种特点在电子原件功率较大的情况下,可能会对可靠性产生影响。通过散热措施阻断可能影响的可靠性的因素。
2.3制定设计方案
在电子自动化控制设备的再升产的过程中,设计属于基础性的环节。在实行设计的过程中应当仔细研究研究各种技术条件调试各种参数。电子自动化控制设备应当按照相关的要求进行设计,同时还需要对设备的工程方面进行详细的分析,制定出合理的设计方案,并且还需要根据电子自动化控制系统的实际情况确定电子自动化控制设备的规模,进而选出相配套的控制设备,尽可能经控制的工程作用发挥到最大。当然,为提高电子自动化控制设备的可靠性,还需要加强人员培训。相比较而言,电子自动化控制设备是一种高科技的设备,其构造与系统比较复杂,进而对设备工作人员的素质要求非常高。为满足电子自动化控制设备的可靠性的相关要求,就应当加强操作人员的培训工作,促使操作人员在掌握专业技能的基础上能够灵活应变,遇见突发状况时可以及时稳定处理。
【关键词】水电厂 电气自动化设备 可靠性
近年来,生活用电量有了大幅度地攀升,电厂作为电能输出终端,供电压力日益增大,水电厂电气自动化设备的可靠性就逐渐成为了人们关注的焦点。所谓电气自动化指的是通过现代化的计算机技术控制机器设备,从而减少机械设备的人员配备,实现设备在无人或者少人状态运行,且保证生产流程的完整顺利进行。电气自动化有助于生产成本的降低,工作可靠性的增加,对于保证电能质量有至关重要的意义。
1 水电厂电气自动化设备的可靠性研究的重要意义分析
电气自动化设备是电厂正常运行的根本,因此,其可靠性,安全性和经济性直接关系电能的稳定输出。提高电子自动化设备的可靠性,就可以有效减少故障发生次数,降低维修成本,提高设备质量和安全性。设备的可靠性是设备质量的核心,是电厂在日益激烈的市场化竞争中屹立不败的法宝,因此,提高水电厂电气自动化设备的可靠性势在必行。
2 水电厂电气自动化设备可靠性的现状分析
2.1 恶劣工作环境的影响
恶劣的工作环境是影响电气自动化设备可靠性的关键因素,要想提高设备的可靠性,就要克服不利环境因素对设备的影响。对于水电厂电气自动化设备来说,不利的环境因素主要分为环境因素,机械作用力因素,电磁干扰因素三种。环境因素一般是指温度、湿度、大气污染等因素,这些都可能侵蚀设备结构,造成设备电气性能下降,影响设备的正常运行;机械作用力因素一般指的是电气设备在不同系统中可能遭受到机械力的影响,常见的机械作用力包括机器的冲击、震荡等等,这些作用力会对设备造成不同程度的损伤,严重时导致设备变形、导致设备元器件参数变化;电磁干扰因素指的是电气设备可能会收到其他电气设备产生的电磁波的影响,可能导致噪声输出,工作稳定性状态被打破。
2.2 操作维护欠妥当的影响
电气自动化设备虽然依托于现代化的计算机技术,极大地解脱了劳动力,但是任何设备都离不开操作人员,操作环节对电气自动化设备的影响也是至关重要的。电气自动化设备设计复杂,对操作人员要求较高,操作人员要想熟悉掌握设备用法也需要一定的时间。新到岗的操作人员如果没有经过严格操作培训就可能因为操作不当损坏设备影响设备的正常运营。而且设备需要定期的检测维护和保养,这样才能最大限度地发挥作用,否则设备的使用寿命和可靠性都会大幅下降。
2.3 设备元器件的良莠不齐导致可靠患
目前,电气自动化设备元器件生产方面,缺少统一的标准,生产厂家众多,但是资质良莠不齐,元器件质量也千差万别。质量参差不齐是目前导致水电厂电子自动化设备可靠性不足的主要原因之一。近年来,电气设备元器件生产行业竞争日益激烈,不少企业为了赢得市场,采用不符合标准的原材料生产,置元器件质量于不顾,导致水电厂电气自动化设备可靠性指标偏低。
3 提高水电厂电气自动化控制设备的可靠性措施分析
提高可靠性,是要建立在对控制设备结构特点和元器件特性了解的基础之上的,有针对性地采取措施,才能提高系统可靠性:
3.1 加强元器件质量把关
要想提高设备可靠性,首先要从生产过程着手,从元器件的采购着手。要尽可能地减少设备中的零部件和品种,慎重选择厂家,要在质量过关的前提下选择尽可能装配简易、成本低、与设备条件相匹配的原件,这样可以有效减少维修费用和工人开支。
3.2 保护设施的应用
外部环境会对设备可靠性产生重大影响,因此,要想提高设备可靠性就要严格控制外部的气候条件,屏蔽电磁干扰等因素。比如,可以根据设备的性能和工作环境选择可靠性的材料,这样就可以增加设备的寿命和可靠性。电气自动化控制设备都应具有一系列应用环境的保护设施,譬如散热保护设施、气候保护设施、湿度保护设施、电磁干扰保护设施、污染防护设施、防腐设施等,通常元器件的安装都采用灌封、浸渍等措施保护电子元器件不受到腐蚀和潮湿空气的影响。这需要针对设备的具体应用环境进行设置,电气自动化控制设备的自我保护设置应该根据设备具体的应用环境采取保护,不可使用统一的保护设置,因为环境和环境之间有所差异,譬如设备在南方使用应做好防潮、通风等保护设置,在北方使用则要做好御寒、抗干燥等的保护设置,如果应用相反则对设备的可靠性带来严重的灾难。
3.2 设计过程控制
根据产品的性能和要求条件,具体分析产品的功能设计和相关参数,根据使用条件和性能正确制定设计方案。同时要根据产品的使用情况进一步确定产品的生产规模和类型,设计的原则要遵循经济、实用为主,在此基础上选择合适的元件和相关设备装置,最大限度的保证产品的操作和使用功能完善,对于维修的设计也要遵循简易、便捷的思想,更加设身处地为用户考虑。
3.3 控制设备的散热防护
温度是影响水电厂电气自动化设备可靠性的最重要因素。电子设备工作时 ,其功率损失一般都以热能形式散发出来 ,尤其是如变压管、电子管等一些耗散功率较大的元器件。所以 ,若设备的散热技术不过关时 ,控制设备工作中所产生的热能就难以散发 ,进而影响设备的自动化控制效率。
3.4 加强人员培训
水电厂电气自动化设备设计较为复杂,因此,对操作人员的要求较高。作为厂方,要定时组织操作人员开展相关培训,要让操作人员熟悉了解设备性能和设备的使用方法,还要培养和锻炼工作人员的心理素质和应对事故的急智。另外,自动化设备也需要定期清洗和维护,操作人员不仅要具备基本的专业素养,还要具备设备维护的责任感,将设备的保养维护落到实处。
4 结论
水电厂电气自动化控制设备可靠性的提升,涉及到多个专业领域,要从设计、使用、维护多个渠道着手实施,采取针对性的措施,才能推动我国水电厂电气自动化控制设备的发展。
参考文献
[1] 许卫国.关于电气自动化设备可靠性测试方法的探讨[J].科技传播,2010(13).
[2] 叶干洲.人工智能技术在电气自动化控制中的应用[J].科技资讯,2010(15).
前言
电子产品的主要组成部分是电子元器件,电子元器件的可靠性选择及应用方面直接决定了电子产品的好坏。电子元器件在整机中占的地位已经从基础技术跃升成了核心技术,特别是航空航天等高端科技和大量军用电子装备对电子元器件的可靠性提出了更高要求。因此,研制出控制电子元器件的可靠性方面的规范教材具有必要性。
1电子元器件的可靠性
电子元器件的可靠性主要是指固有的可靠性与应用方面的可靠性。固有的可靠性主要是由对设计加工制造过程的控制与原材料的质量等共同决定。应用方面的可靠性是指电子元器件对电子产品整个系统的作用,尽可能减少人为因素对电子产品系统可靠性的影响。怎样选择电子元器件及怎样使用电子元器件都是元器件可靠性的重要指标,生产单位不一样,于是生产线上的员工就不同,即使他们都按照相同的质量标准进行生产,其可靠性也会有差异。这就是为什么市场上不同厂家生产的同类元器件却具有不同的可靠性。当不同单位在制造电子产品时,所选用的电子元器件的生产厂家不尽相同,这就造成了产品的可靠性出现差异。只有使电子元器件的应用可靠性满足相关标准的规定,才能保证电子产品的可靠性。制造工艺、制造技术人员及所选材料都会直接影响到电子元器件的固有可靠性,因此,元器件选材和制造时要使其各项参数尽可能精确,并且对可能会出现问题的部分进行分析并做好处理措施,这样才能提高电子元器件的可靠性(见下图1)。无论是电子元器件的选择还是应用,都不是单单依赖一门学科所能解决的。目前,市面上已有成千上万种元器件,并且各个单位都还在继续生产新型电子元器件,每种元器件都有其特定功能及要求,而电路设计师并没有系统的学习电子元器件的应用可靠性影响参数,因此可能会降低元器件应用可靠性。我国在选用电子元器件方面并没有科学具体的规章管理,只是在军用标准上基本上控制其固有可靠性。但是在研制电子产品时,正是由于设计师等相关技术人员缺乏有关电子元器件应用可靠性的专业知识,所以在检测审批过程中,元器件的选用并没有真正有效的控制,这也影响了电子产品的可靠性。
2规范控制电子元器件可靠性选择与应用的方法
规范控制电子元器件的选择和应用,不仅需要设计部门,还要单位里各个部门都参与其中,并重视本部门所起的作用,做好自己的职责。各部门间合理分工,相互配合才能从根本上提高电子元器件的可靠性。以下是单位中控制元器件可靠性的各个部门的具体职责。研发设计部门主要职责是选择元器件,即根据整机的需求对元器件的性能做出选择并设计相应的方案,然后列出所需元器件的清单提供给采购部门,以便上机的所有元器件都能符合整机的电性能需求、环境条件及可靠性需求(见下图2)。电子元器件采购供应部门要保证其采购的元器件不仅要足本单位选择手册所规定的型号,还要满足所选元器件对整机环境的要求。采购部门还需要了解即将淘汰或已停产的产品,把即将淘汰或已停产的元器件和最新研发产出的新型电子元器件的资料整理提供给设计部门,并且要保证这些资料能对电路设计师进行元器件选型时提供指导,使设计师指定的采购计划中不会含有即将淘汰或已停产的电子元器件,使元器件申报计划具有合理性。质量部分主要需要执行质量管理和质量检验这两项工作,即检测和筛选采购部门采购回的电子元器件,保证元器件符合所规定的性能标准和质量标准。这就要求质量部门能做到认真分析筛选测试的有关数据,让这些数据结论科学有说服力,而不是盲目形式化地筛选测试。控制电子元器件的可靠性需要质量部门负责控制用于设计整机的元器件是否符合电子产品的相关要求,并对元器件是否满足这些性能负责。标准化部门主要负责提供行业标准,控制非标元器件和零部件的数量和质量,并且控制整机所选元器件种类,减少种类,增加复用率,达到便于维护的目的。控制电子元器件可靠性的选择和应用除了需要以上各部门分工合作,还要按照研发项目的要求成立电子元器件控制机构。该机构由科研领导负责,由以上所有部门组成,根据产品研发过程的各个阶段有关元器件的控制部分进行评审。因此控制机构所指定的每一项措施都要具有可操作性、可行性及可检查性。可操作形式是指各项规定都清晰详细具体,方便进行操作。比如指出在论证方案时怎样控制元器件,在设计电路时怎样控制元器件,在详细设计电路时怎样控制元器件。可行性是指控制机构的每一项要求都能结合有关部门的职责,能让各部门职责分明,按照执行规范分工合作,使整机上的每个元器件都能得到很好的控制。可检查性是指完成控制机构指定的每项工作后都要检查,检查时要做到认真负责、详细具体,尽可能细化各项要求,并且要规定检查负责人以及检查时间,检查中出现问题需要能及时找到具体部门,并确定改进措施,改正后能再对其进行检查。元器件的选择与应用的控制程度,间接反映了一个单位的可靠性与管理的水平。要做到正确选择和应用元器件,各单位面临的最重要问题是缺乏电子元器件控制应用可靠性方面的工程技术人才及管理人才。由于一般单位的电路设计师和管理人员受到多种因素共同影响,而当前我国这方面的人员都比较缺乏对元器件应用可靠性的认识。从长远来说,为了解决这个问题,需要有关高等院校创立电子元器件应用可靠性专业,从当前实际及未来发展的角度对该专业进行培训呢。由于应用可靠性属于一项专业性很强的技术,它决定了科研成果不仅要有针对电子元器件的科学的控制规范,还要有针对电子元器件应用可靠性研究的专业教材。元器件应用可靠性专业教材不仅要吸收资深专家多年的经验,例如先航天微电子所的老师邓永孝,先电子科技大学的老师庄弈琪都是这方面有实践经验的专家,还要参考比较有价值的与电子元器件可靠性控制相关的书籍,让科研方面的中青年科技人才参与编写,以便能真正给电子元器件可靠性的控制方面提供一部有价值的规范教材。
3结语
在电子技术行业高速发展的情况下,电子设备出现的故障也越来越多,经过调查显示电子产品中绝大多数故障是因为元器件的问题而产生的,由于电子元器件的选择与应用造成的故障占元器件故障的一半,并且一直维持着该比例居高不下,这就对电子元器件的可靠性提出了新的要求。编写出控制电子元器件选择与应用可靠性的规范是刻不容缓的工作。
参考文献
[1]韩英岐.电子元器件的可靠性选择与应用控制规范.电子元器件应用[J],2012,(9):9-11
[2]肖必超.电子元器件的可靠性选择与应用控制.科技与企业[J],2014,(8):448-449
中图分类号:F407.6 文献标识码:A
一、电气自动化的定义及控制设备可靠性研究的意义
(一)定义
电气自动化就是机械设备在无人或者少人的情况下按照预先的计划和程序自动完成对产品的操作、控制及监控等工作。随着机械电子技术、微电子技术的快速发展,电气自动化控制被各个行业广泛运用,电气自动化提高了生产效率,提高了工作的可靠性,也提高了运行的经济性,保证了电能质量,大大改善了劳动条件,更是大大方便了人们的生活。电气自动化的程度标志着一个国家电子行业的发展状况,那么电气自动化的控制设备的可靠性问题是人们最先关注的,所以控制设备的可靠性研究是具有重大意义的。
(二)意义
1、可靠性能够将市场份额得到增加
随着近年来国家经济水平的逐渐提升,用户不仅对产品的性能进行要求,而且还要求产品具有较高的可靠性。通过研究可以看出,产品存在较高可靠性指标才能促使在激烈的市场竞争中处于不败之地。由于电气自动化控制设备的复杂程度及自动化程度的提升,在竞争中作为市场份额获取的一项措施,可靠性被广泛关注。
2、可靠性能够将产品的质量得到提升
产品的质量就是将产品的价值以及满足要求的特质及特征得以实现。对其特性进行概括,主要包括以下几方面内容:经济性、可靠性及安全性。也就是说,在产品质量中,可靠性作为主要地位被得到关注。可靠性得到提升,才能降低故障发生的频率,相对维修费用则就越少,从而提升了产品的安全性。所以,作为产品质量的核心,可靠性是生产厂家所关注的重点。
二、电气自动化控制设备可靠性的影响因素
(一)元件质量
当电气自动化控制设备存在不达标的元件质量时,则会对设备的安全及寿命的可靠性造成影响。现阶段,许多生产厂家则会这相似问题出现,元件制造中的质量不达标或在挑选中不会对元件质量进行关注,采购实施大批进货方式,造成设备质量较低现象发生。逐渐形成较多的质量问题,导致用户无法信任厂家的产品。随着电气自动化设备元件生产厂家的逐渐增多,且大多数有较小规模存在,一味对较低价格进行追求则会造成恶性竞争出现,最终导致设备的质量问题及可靠性要求得到忽略。
(二)自然环境的影响
尤其自然环境存在多变性特点,因此会对电气设备的可靠性造成影响。由于自然环境条件的恶劣,会对电气设备的正常运转造成干扰,大气污染及温度过高现象会导致设备的损坏出现。
(三)机械设备的影响
大多数机械设备会对电气自动化设备的元件造成破话,从而直接损坏了设备。例如机械力出现震荡及冲击等影响。
(四)电磁干扰的影响
该因素对设备造成的影响主要是从设备周围存在的电磁波导致的,对控制系统可能出现失控、误控或误动作,导致控制系统的可靠性、有效性降低,危及安全。
(五)人为因素的影响
操作人员对电气自动化控制设备进行操作时未能熟练对操作要领性能进行掌握,未能通过良好的培训即可对复杂的设备进行操作,最终导致由于经验不足或生疏造成不能及时对故障进行处理。若无法良好的对设备进行维护,在操作中出现对设备的肆意破坏,也同样会使设备的可靠性降低。
三、电气自动化控制设备可靠性的测试方法及提高可靠性的策略
(一)可靠性的测试方法
1、可靠性的现场测试
该测试方法主要是在电气自动化控制设备运行的过程中进行控制,以检验其可靠性。进行测试时,需要认真、详细地记录各种数据、并对数据进行数理统计和计算、编制设备可靠性的具体指标,比较真实地评估设备运行的可靠性。
该测试方法需要是测试设备相对较少,但是能够比较真实地反应设备的真实性能(真实工作环境之下的工作性能),而且测试成本比较低,不会设备工作连贯性产生不利的干扰。然而此种测试方法的缺点也需要我们注意,即易受外界条件干扰、易受受控条件限制、再现条件较差等。
2、可靠性的保证试验
保证试验方法俗称烤机,是在产品出厂前,在规定条件下对产品进行无故障的工作试验。保证实验方法的不同于实验室测试方法,因为电控设备通常是由大量的元器件构成的,因此它的故障以随机性和多样性的形式表现,而不是以几种故障为主表现出来的,随着时间变化是保证试验方法失效率所具有的特性,服从指数分布。烤机就是对产品的早期失效进行测试考核,通过改进使产品的失效率在出厂前达到指标。保证试验所需的时间较长,对于小数量、大系统生产的产品而言,它适用于所有产品,但是对于大量生产的产品而言,只能用于设备的样本。
3、可靠性性的试验室测试
该测试方法模拟了电气自动化控制设备的各种工作条件和工作环境,力求测试所需的外力影响与现场所受环境应力的相同。试验中需要记录试验时间、失效次数等数据,待测试完成之后进行统计分析,并根据统计分析的结果来编制设备的可靠性指标。此种测试方法具有如下优点;易控制试验条件、试验所得数据质量较高、试验结果允许再现等;但是其缺点也不容忽视,即测试成本巨大、试品数量较多、试验条件限制性较高等。所以,此种方法特别适用于批量生产的设备。
(二)提高电气自动化控制设备可靠性的策略
1、企业角度对策
电气自动化设备的工作环境和电气设备元件选择的性质不同,选择时应注意的性能技术质量是否与标准设备组成。保证检测是证明设备可靠性的方式。如无特殊情况,产品应全部进行检测。
2、生产部角度对策
设计和生产是电气自动化的两个部分,在设备设计时先对它的工作性质和环境进行分析、讨论,然后制定生产方案,根据不同的情况制定产品不同的结构和类型。在设备工作中减少设备部件和备件,使用正规商家提供的产品元件,用最经济合理,可满足生产需要的。减少生产设备的维修成本,减少工人手工操作,进行简单轻松的流水生产。
3、对设备散热防护对策
对电气自动化控制设备可靠性造成影响的另一因素则是温度。当电气自动化设备处于运行状态时,通常功率损失的散发都是以热能形式出现的,特别是对于一些具有较大耗散功率来说的元件。例如:变压管、电子管、大功率电阻以及大功率晶体管等。其次,当存在较高环境温度时,设备工作中会有热能无法得到有效散发,从而达到设备温度提升的现象。
4、防护气候、电磁干扰及机械造成的影响
电气自动化控制设备可靠性提升中应对恶劣气候条件造成的影响进行关注,同时还应防护及屏蔽机械因素及电磁干扰造成的影响。从设备的材料选择进行分析,结合设备的性能以及工作环境的不同,对可靠性的材料进行选择,进一步将设备的耐用性得到提升,加大设备的可靠性。
电气自动化设备还会受到霉菌、潮湿、污染以及气压因素的影响。其中,影响最大的则是潮湿因素。潮气的出现会导致覆盖层有起泡出现,严重情况下还会发展脱落现象,进一步将电气自动化控制设备的保护作用丧失,所以,通常在电气自动化控制设备中运用密封、浸渍以及灌封的方式进行保护。
5、设备操作人员培训的加强
由于电气自动化控制设备作为一种高科技且复杂的设备,因此会对操作人员有较高的要求存在。通过对设备操作人员进行培训,促使其对设备的使用方法进行有效且熟悉的掌握,对设备性能的了解能够在实际操作中进行灵活控制。当有故障出现时,能够达到冷静处理的效果。定期清洗设备,将设备操作人员自身对设备的爱护意识得到提升。
结语
综上,我国的电气自动化控制设备的可靠性现状是不尽人意的,如何提高可靠性是发展电气自动化的重中之重。提高设计可靠性、零部件的选用以及电子元件的选用都可以从整体上提高其可靠性。电气自动化控制设备的可靠性依旧有待探讨。
参考文献
中图分类号:TS207.3文献标识码:A文章编号:1009-914X(2015)43-0074-01
随着科技的进步,装备可靠性需求提高,电子元器件的种类和功能日益增多,应用环境越来越复杂,电子元器件――特别是军用电子元器件可靠性要求越来越高。绝大多数装备设计和装备承制单位只负责设计、选用、采购和使用电子元器件,但在使用过程中因各种原因,发生电子元器件失效问题越来越多,造成损失重大,成为当前多个行业和可靠性工程中非常突出的问题[1]。因此,电子元器件可靠性质量管理越来越重要。
1.电子元器件设计质量控制
电子元器件的设计,很大程度上决定了装备电子元器件的固有可靠性。
1.1电子元器件的需求确认
按照研制任务和系统的可靠性分配要求,先确定电子设备的构成体系和功能及技术指标,然后确定电子元器件集成方案和需求原则。
电子设备的构成体系决定了集成度方案和电子元器件的功能类型。按照装备需求的不同,电子设备设计采用类别较多,如晶体管和中小集成电路、大规模和超大规模集成电路、超高大规模集成电路、巨大规模集成电路、超高速集成电路、微波/毫米波MIMIC电路、电子显示系统、智能化微系统等等。电子设备的技术指标要求还包括了系统和分系统之间的体积、质量、成本、适用性、后期服务和容错技术以及电路可靠性设计(安全设计、RF设计、EMC设计、PCB设计)等等。
电子设备构成体系确定后,应选定元器件集成方案,并进行论证。论证方法包括变换方法计算、已证实的类似设计进行比较、对照以往经验评价、模拟或试验验证等。集成方案确定后,应确定关键元器件并对其进行论证。
最后应对关键元器件和其他拟采用元器件的技术性能先进性、成熟性、适用性进行综合论证。
1.2电子元器件选用
电子元器件包括二极管、三极管、电阻、电容、滤波器、熔断器、电连接器、继电器、磁性元器件、频率元器件、接插件、晶振、光耦、光电子器件、开关元件、电线电缆、电控机械器件、数字IC、电源模块,等等[2]。
在众多型号、规格情况下,应根据产品实现的功能要求、环境条件和电子元器件可靠性要求以及确定的电子元器件质量等级、应用等级进行元器件选用。
选用时,应注意以下要求:
1、对元器件所处位置进行使用条件下边界环境应力计算分析,确定元器件极限,按降额设计技术,选用元器件的技术标准应满足装备要求,包括技术性能指标、质量等级等;
2、设计时,优先选用国产元器件,尽量选用通用、常用、已用、技术成熟的标准元器件,优先选用有兼容管脚替代品的元器件,不选择淘汰品种和按规定禁用的元器件;
3、最大限度的压缩元器件品种、规格和承制单位。
1.3电子元器件设计质量控制方法
按照GJB9001B-2009标准7.3.1设计和开发策划“对元器件等外购器材的选用、采购、监制、验收、筛选、复验以及失效分析等活动进行策划”要求,在设计阶段应对电子元器件进行质量控制,以方便后续的采购和使用。
在方案阶段至工程样机初期,应编制电子元器件大纲与控制方案,拟定元器件选择和控制准则,建立元器件优选目录,提出关键元器件控制办法,制定元器件集成配置方案,制定元器件采购控制规范等等[3]。
在工程样机阶段,应编制元器件测试、筛选、复验准则,制定元器件组装集成规范,进行可靠性预计和分析,对失效元器件进行失效分析和验证,制定元器件应用和防护准则,确定检查筛选等级和补充筛选准则。此外,还应针对样机选用的元器件和整机开展可靠性应用设计,如降额设计、环境防护设计(防潮、防霉、防盐雾等)、热设计、抗辐射设计、应力保护设计、抗干扰设计、容差与漂移设计,等等。然后针对阶段中元器件信息,完善元器件大纲和多项规范、准则,对元器件――特别是关键元器件选用方案、特性指标不断修订,进行充分测试验证,进行动态管理和信息数据统计。
在设计定型阶段,应将系统的技术设计和参数进行固化,编制电子元器件试验大纲、电子设备试验大纲,制定元器件选用、采购、验收、测试、后期服务规范。此时,应固化采购厂家、元器件型号规格和质量等级、生产技术要求、验收程序、验收环境、测试条件和测试项目、后期服务的程序和要求等等,并组织进行专项评审。
在各阶段的信息统计过程中,应注意元器件的制造工艺水平和质量等级,关注其质量特性,根据可靠性指标和部件功能及技术要求,确定和优化最佳选用方案和集成方案。如线绕电阻的电感量大,纸介电容的漏电流大,瓷片电容的耐温变率和耐震动的水平低,TVS耐浪涌电流小但反应时间快,磁环的效果取决与材料的装配等。
2.电子元器件的检测质量控制
2.1物理检测
物理检测是对采购或接收的电子元器件进行的入厂复验,一般是进行常温测试和外观检查。
用10倍或以上的放大镜/显微镜、热像仪,对元器件的外形、引线、材料、封装标识、镀层质量、芯片工艺质量、内部结构质量等进行检查,看有无缺陷,确认产品记录标识和工艺水平。
还可以用X射线和颗粒碰撞噪声测试筛选,检查引线开路、短路和内部金属多余物及内腔形状和体积等,检测是否存在生产缺陷。
2.2可靠性筛选
可靠性筛选是将存在潜在缺陷的“早期失效”元器件诱发其失效并剔除,因此需对元器件进行100%筛选。元器件的固有可靠性由设计、制造工艺水平和本身属性决定,可靠性筛选已不能改变其固有可靠性,只是通过筛选来提高产品使用可靠性,筛选也不能改变元器件质量等级。
2.3寿命筛选
按寿命试验的性质分为存储寿命试验和工作寿命试验,前者是在规定的环境条件下进行存放试验,后者是在规定的正常工作条件下对产品进行试验。按照应力水平分为正常寿命试验和加速寿命试验,前者是施加规定的额定应力,后者施加超过额定应力的应力。
目前使用较多的是工作寿命试验和加速寿命试验,我们经常使用的有高温储存筛选、低温储存筛选、功率老练筛选等。
2.4高应力筛选
该筛选是抽样对元器件施加苛刻的应力和条件要求,暴露其在设计、工艺、材料、结构等方面存在的缺陷或薄弱环节,分析和鉴别其可靠性,它对样品具有一定的破坏性。筛选试验有高温电老化、高温存储、高低温冲击、机械振动等,筛选后的元器件不能归批。
3.结束语
根据目前科技发展和装备质量控制需要,各单位应成立元器件管理机构和人员,并组织进行培训和继续教育。根据装备研制生产、采购使用的需要,应集中配置必要的元器件筛选手段和筛选环境,仪器、设备要按照规定进行定期检定,合格后使用。除对元器件进行选择、采购、监制、验收、筛选、保管、评审、使用、失效分析外,还应加强元器件信息管理和不合格元器件的处理以及记录控制,以确实加强电子元器件可靠性质量管理。
参考文献:
[1] 张增照.以可靠性为中心的质量设计、分析和控制[M].电子工业出版社,2012.