原创 电路可靠性设计与元器件选型（2）

接上篇：《电路可靠性设计与元器件选型（1）》

3、可靠性测试

可靠性测试包括标准符合性测试、边缘极限条件测试、容错性测试、HALT测试、破坏性测试、隐含条件测试、接口条件测试。

和诸多技术人员沟通，都想做好可靠性设计，但普遍反映两点难题：一是缺乏经验，二是在家里测不出问题，到现场就有问题。

缺乏经验的问题可以通过第二部分的方法解决，测试问题的解决就是通过本节了。测试的核心点是测试用例的设计，集中在两部分，一部分是尽量去模拟用户现场的最恶劣应用条件，一部分是针对可能的失效机理，人为增加破坏因素，激发出问题，找到薄弱点并改进之。但须注意，很多测试是具有一定程度破坏性的，需要分析下，经历过破坏性测试的机器是绝不能出厂应用的。

4、元器件选型

元器件选型包括了选型的基本原则、系列元器件的分类、特性、选型指标、可靠性应用注意事项等，包括电容、电阻、二极管三极管、接插件、晶振、电控光学器件（光耦、LED）、AD/DA及运放、电控机械动作器件、能量转换器件（开关电源、电源变换芯片、变压器）、数字IC、保护器件（保险丝、磁环磁珠、压敏电阻、TVS管）、电源模块等。

女孩子流行着一个口号，“干得好不如嫁得好”，虽然网上正反双方论战激烈，但一个事实谁也不能否认，女孩子最后的结局还真就是嫁得好比干得好的比例高的多得多。干得好是电路设计得好，嫁得好是器件选型选得好。同样是电容，钽电解和铝电解的区别、电解和瓷片的区别，线绕电阻和膜式电阻的区别，数字IC重点关注哪几个指标，保护器件的选择指标依据什么，谁都知道，保镖警卫变质可就惨了。

我们就象厨师，我们不管种菜，但我们炒出来的菜的味道是要受菜、水、肥、气候等的影响的，不然就不会出现茅台镇的茅台、山西的汾酒、梅雨季节的臭豆腐等专属品了。同理，器件的制造工艺和其制造工艺所引出的器件特性都是需要我们了解并在应用中加以规避的。比如线绕电阻的电感量大、纸介电容的漏电流大、电容的ESR值对电路设计的影响、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，磁环的效果取决于材料和装配，耐振动差等等。

5、元器件失效机理与分析方法

元器件失效机理和分析方法包括常见的失效机理、分析方法和工具。

以上内容全都是如何防止电路工作不正常和防止器件坏，但智者千虑难免一失，一旦坏了，千万不要敬而远之，而应该如获至宝。开车的人都知道，哪里最能练出驾驶水平？高速公路不行，只有闹市和不良路况的时候。社会的发展就是一个发现问题解决问题的过程，出现问题不可怕，但频繁出现同一类问题是非常可怕的。

器件失效的分析是基于一个基本的改进手段，“基于失效机理的预防措施”。问题发现了，把引起问题的要素规避了，形成了规范，大家以后设计都遵守了，问题自然不会再现了。

比如，ESD的防护，很多公司都在做，做的方法包括加湿，但加湿可能会带来MSD的问题，如果通过I/V曲线测试，发现波峰焊载流焊后出现器件某些管脚对VCC、GND开路，那就要考虑MSD问题了，解决办法就是在焊接前加热几个小时，将潮气散发出去。

比如器件烧坏了，要检测一下是哪个管脚坏掉了，及坏掉的现象是什么，通过万用表、I/V曲线图示仪、示波器，高级点的外协找X射线透视下，判断出失效的机理，并顺藤摸瓜，找到那块与该管脚关联的电路，分析电路和工厂内的工艺过程，找到引起该失效机理的点并改进之。

6、电路可靠性设计微观管理方法

提升可靠性的微观管理方法很简单，包括了三部分：软件工具、AAR、checklist。

按道理说，技术性内容不应该掺杂管理，但事实上管理是可以促进技术的，比如，公司里有人已经掌握了某个知识点，但别人不知道他会，管理上的措施可以将他知道的激发出来，并指导别人的设计实践，这样就相当于用非技术手段解决了技术问题。

这部分的方法主要是针对开展可靠性工作的几个障碍实施的。障碍一是人容易犯懒，自己觉得差不多，找到指导性文件资料的代价有点大，觉得差不多就自顾自设计去了，软件工具的作用是降低技术沟通障碍；障碍二是技术水平经验不够，那就开展After Action Review（行动后反思），将每次发生的问题的起因、现象、改进方法等都总结出来，并通过软件工具共享之，我们一直在努力，每天都在提高，没经验又何惧，成长得快也是解决技术经验的手段；障碍三是一个人某一刻能想到的问题是会受限的，让一个高手评审某个设计，他评审时的状态会让他遗漏内容，checklist比较系统，既可以用于设计师自查，也可以用于评审专家参考，避免遗漏，既是低水平者很好的学习材料，又是高水平者的参考。

以上六个章节的内容都包括在了《电路可靠性设计与元器件选型》的课程中，思维方**和知识的结合为应用者开启了一道心门，“授之以鱼不如授之以渔”，何如渔鱼兼授？即使因故未能参加者，亦可从字里行间发掘点滴方法*论的内容，并自悟用于企业的技术和管理实践，也将产生不俗的功效来。