电子电路系统可靠性设计与测试技术

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课程背景

实现产品可靠性设计的过程中有两大难题，一是在没有足够经验的前提下，如何把产品设计好；二是如何在实验室样机阶段就能把潜在的隐患激发出来，不要让用户成为我们的测试工程师。

因为系统的故障往往是因为设计中疏忽或者不了解的错误隐患而导致的。本课程采用逆向思维方式，从设计的负面角度入手，总结剖析了设计师易犯的错误点，以期在设计中能提前加以预防。漏洞堵住了，跑冒滴漏自然不再发生。因此，电路系统可靠性设计，并不是比拼谁的设计更高明，而是看谁的设计更少犯错误。

在设计好后，测试部门再从标准符合性测试、用户现场模拟测试、组合应力测试、应力变化率测试、基于失效机理的应力测试等几个方面，用系统接口单一故障分析为工具，在环境条件、人机操作、关联设备三个方向上进行可靠性测试用例设计，让测试做好设计工程师的把关者。

培训对象

从事技术管理、设计开发、系统设计与测试、产品工程等岗位，包括总经理，研发总监，总工程师，技术总监，产品经理，研发经理，质量经理，产品开发工程师，质量工程师等。

活动纲要/Outline

第一部分：可靠性设计

1、分析方法

1.1、工程计算和容差分析方法

1.2、环境应力分析

1.3、人机交互分析

1.4、关联设备互动分析

1.5、过渡过程应力

1.6、负载波动分析

1.7、单一故障分析

1.8、可靠性预计分析

1.9、判据标准

2、分析要点

2.1、防护器件（保险丝、TV、压敏电阻、气体放电管、NTC电阻和PTC电阻）

参数计算

器件选型

电路结构形式分析

故障机理和失效分析判定方法

2.2、放大电路（运放电路、放大器IC）

阻抗匹配计算

精度分配计算

电路形式选型分析

器件参数选型和容差分析计算

放大电路常见问题点和应对措施

2.3、接口电路（光耦隔离电路、CAN总线、485总线、模拟信号传输接口电路、滤波）

应力分析

器件等效电路特性分析

电路结构形式分析

器件参数选型计算

2.4、复位电路

复位工作时序分析

复位电路特性要求

复位电路结构形式

复位电路参数选型计算

复位电路常见问题点和解决措施

2.5、MCU（振荡电路、存储介质、软件设计、MCU选型）

器件失效机理

防护设计规范

2.6、数字信号处理电路（阻抗匹配、信号调理）

阻抗匹配计算

信号调理电路分析（走线方式、防护器件、及滤波器件对信号质量的影响）

2.7、驱动电路（开关电路、阻性负载/感性负载/容性负载的影响）

开关类器件的控制特性（继电器、MOSFET、IGBT）

负载类型对控制特性的要求

开关器件的失效机理对控制方法的要求

2.8、显示和键盘

显示处理方式

显示抗扰方法

键盘容错性机制和抗扰设计

2.9、线缆接插件

线缆与接插件参数分析

线缆接插件结构特性

线缆接插件失效机理

选型计算

2.10、接地处理

接地器件的特性

接地常见问题和故障机理

安全接地、外壳地、浮地屏蔽地、数字地、模拟地、功率地、高频接地、防雷接地的综合处理方法

2.11、PCB布局布线

PCB板选材

PCB工艺

PCB 布局

DFT设计

板卡热设计

2.12、结构和电气结合的可靠性问题

结构电磁兼容（喷涂工艺、连接方法、开孔和缝隙）

腐蚀防护

电路板处理

结构件表面处理工艺

开孔接缝防护处理

安规

布线

绝缘设计

漏电流的影响因素

结构热设计

散热形式的选择

散热器件的选型计算

武老师

武晔卿 研究员

对航天武器系统研制质量控制、和可靠性技术及方法有逾25年的研究、运行管理实践职业经历。目前任瑞迪航科（北京）技术有限公司总经理、兼任北京航天益来电子科技有限公司（航天三院）副总工、航天科工世纪卫星技术有限公司（科工一院）可靠性技术总师。曾任职于航天第四总体设计部主任设计师、某军工高校兼职研究员

并曾为航天、航空、兵器、中电、GE中国研发中心、Motorola、ABB、海信、BYD、理想汽车、上汽等多行业的几百家客户提供相关技术服务。

出版《嵌入式系统可靠性设计技术及案例解析》（北航出版社）、《电路设计工程计算基础》（电子出版社）。

航天质量控制典型措施（示例）

序号措施

1.项目的指挥线、技术线并行机制

2.总体所与专业所的配置

3.质量问题的归零管理（技术归零、管理归零）

4.质量师制度

5.研制过程七性专题管理

6.改变=不可靠，型号一旦经过MCSD四个阶段定型后，对工艺稳定性的要求堪称苛刻，从辅材、场地、工具、工艺工序、甚至关键人员都要求不能变

7.器件的全筛选

8.大量的公开、半公开、不公开配套标准规范（GJB、QJ、QWE...）

9.... ...

10.统计过程控制的运用较差

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