關于器件失效,小編收集了若干問題,在這里一一為大家解答
什么是器件失效?為什么我們這么關心器件失效?
器件失效,顧名思義,就是器件本身發生故障導致其該有的功能失效。作為汽車電子工程師,我們對器件失效異常敏感,因為我們的產品是裝到高速行駛的汽車上,它們擔負著把主人安全送回家的重要責任啊!
為什么器件會失效?
失效的原因有兩大類,即使用引起的失效和器件固有缺陷引起的失效。說得通俗一點就是要么是你把它弄壞的,要么是它自己不爭氣。
細致來說,與使用有關的失效原因主要有:過電應力損傷、靜電損傷、機械應力損傷等。其中過電應力損傷占絕大多數,所以EOS失效成為了半導體廠商的口頭禪。與器件固有缺陷有關的失效原因說起來可就復雜了,涉及到半導體器件的設計和生產包裝的各個環節,這里就不一一列舉了。
失效有分類嗎?
失效有很多種分類方法的,就像前面所說,按照失效來源可以分為使用引起的失效和器件固有缺陷引起的失效;按照發生必然性分為系統性失效和隨機性失效;按照對車輛行駛安全性影響又可分為安全性失效和非安全性失效。
系統性失效和隨機性失效?
系統性失效是指滿足一定外部條件一定會發生的失效,例如電容超過其耐壓值一定會失效。隨機性失效與系統性失效相反,顧名思義,失效發生呈一定的隨機性,符合概率分布。
失效真的不可避免嗎?
系統性失效可以通過在設計階段避免掉,例如通過設計的review和設計的驗證發現一些與使用需求不符的地方。但隨機性失效確是無法避免的,因為器件終有“壽終正寢”的一天。下圖就是著名的元器件壽命浴盆曲線。
怎樣定性地分析失效呢?
分析失效的目的在于檢查相關項及要素的功能、表現及設計故障和失效后果,可識別硬件失效的原因和故障影響。故障分析可分為歸納分析法和演繹分析法。歸納分析法是由上而下的方法,由已知的原因預見未知的影響,比如失效模式與影響分析(FMEA)。演繹分析法是由上而下的方法,由已知的影響探尋未知的原因,比如故障樹分析(FTA)和魚骨圖等等。
怎樣定量地分析失效呢?
失效雖然難以捉摸,但是還好我們有概率論,形象地講,我們無法用手捉住失效這只“泥鰍”,但我們卻可以用概率論的“籠子”將“泥鰍套住”。
失效模式、影響及其診斷分析(FMEDA)就是這樣的“籠子”,它通過對元器件失效的相關統計,獲得了較為精確的數字,為我們精確地分析失效及其影響提供了可能。
如何在設計中減小器件失效造成的影響?
既然失效不可避免,那就要想方設法減小失效造成的影響,都有哪些方法呢?其實方法就兩種:一是冗余設計,二是診斷設計。
用一個通俗的示例來說,如果你是一個經常丟鑰匙的人,為了減少丟鑰匙所帶來的不必要的麻煩,第一你可能多配幾把鑰匙,第二你可能在鑰匙掛上鈴鐺之類的以提醒自己。多配幾把鑰匙的行為就屬于冗余設計,在鑰匙上掛鈴鐺就屬于診斷設計,這樣大家就理解了吧?
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