Uzun vadeli güvenilirlik için tasarım?


30

Yıllarca sürecek büyük bir kamu altyapısına girecek küçük bir tahta tasarlamam gerekiyor. Gerçek araştırmaya dayanan bu tür tasarımlara rehberlik eden kağıtlar ve benzerlerini arıyorum .

Bu kart, mekanik nedenlerden dolayı, ayrı parçalarla işlevini yerine getirmek için geniş bir devre için olması gerektiğinden çok daha büyük olacaktır. Geniş izler gibi şeyler hiç akıllıca değil.

Müşteri toplam parçaları en aza indirmek ve delikten geçmelerini istiyor. Parçaların küçültülmesiyle ilgili bir nokta görüyorum ama hangisiparçalar da çok önemlidir ve gelecekte yedek parçalara sahip olmak önemlidir. Bu fonksiyon bir avuç ayrık transistör ve dirençle uygulanabilir, ancak müşteri DIP paketinde tek bir mantık IC'si kullanmak ister. Delikten daha güvenilir olduğunu düşünüyor ama sanırım tam tersini söyleyen bir çalışma gördüğümü hatırlıyorum. Ayrıca, 20-50 yılda 16 veya 20 pin DIP mantık çipinin mevcudiyeti konusunda endişeliyim. Ancak, SOT-23 transistörleri ve 0805 dirençleri daha iyi bir bahis mi? Bazı opto izolatörler olacak. Bana öyle geliyor ki, güvenilirlik ve gelecekteki kullanılabilirlik açısından diğer her şeyi ellerinden alacaklar. Evet, LED'leri ömrünü uzatmak için küçük bir oranla çalıştıracağım.

Bu nedenle, uzun vadeli güvenilirlik için tasarım konusunda gerçek, kesin araştırma temelli bilgiler arıyorum. Bu,% 10'luk bir problemi düşünmenin kolay olduğu bir alandır, ancak% 10'luk konuyu alakasız kılan% 90'lık problemi özlüyorum.

Katma:

Kanıta dayalı cevaplar arıyorum. Elektroniği çok iyi tanıdığımı düşünmekten hoşlanıyorum ve bir yaklaşımın diğerinden daha iyi olmasının çeşitli makul nedenlerle ortaya çıkabileceğini ve başkalarının da yapabileceğinden eminim. Ne Ancak, ben bu güvenmiyorum sesler makul ve doğru olabilir ses fizik dayalı ancak diğer bazı daha baskın etkiler eksik. Bu konuda eğitimli tahminin önemli ölçüde yanlış sonuçlara yol açabileceği konusunda endişeliyim. Bu yüzden kanıta dayalı cevaplar, gerçek çalışmalardan bildiriler, NASA'nın ısrar edebileceği kurallar vb.

2 eklendi:

Çevreyi "endüstriyel" olarak düşünün. Ortamın ne kadar iyi kontrol edildiğinden emin değilim. Levhalar elementlerden korunacak, ancak muhtemelen iklimlendirme veya ısıtma yapılmayacak. Titreşimi bilmiyorum, muhtemelen fazla değil.

Bu panolar, elektrik sisteminin diğer kısımlarını barındıran bir kabine monte edilecektir. Servis teknisyenleri gerektiğinde kabine kadar yürüyebilir. Servisin zorluğu sorun değil, kesintidir. Olan bu değil, ancak sistem tekrar açılıncaya kadar eyaletlerarası bir otoyolun kapatılıp kapatılmadığını hayal edin. Elbette artık fazlalık var, ancak başarısızlık gerçekten kaçınmak istediğiniz bir şey.


alanına sokmak delik SMT vs: wpi.edu/Pubs/E-project/Available/E-project-042513-011426/... (yönetici özeti: SMT dolayı daha küçük bir boyuta termal çevrim, titreşim, vb karşı daha dayanıklı )
Phil Frost

Tam sorunuza cevap veremem, ancak 1990'ların sonlarında ve 2000'lerin başlarında kurşunsuz lehime geçmenin etkisine bakan bir araştırma telaşı vardı ve sonuç, şaşırtıcı bir şekilde kurşunsuz lehimin gerçekte daha fazla olduğu sonucuna vardı. Tipik panolardaki tipik parçalar için güvenilirdir.
Edward,

3
Bu gerçekten ilginç bir soru, ama gerçekten geniş görünüyor. Eğer o kadar çok şey var ki olabilir düşünmek istiyorum, örneğin kalay bıyık (özellikle. Rohs ile). Çok fazla şey saf spekülasyon olacaktır (örneğin, 50 yıl içinde spintronics'i tamamen bitirebiliriz). Gerçekten bazı cevapları görmek isterdim, ama muhtemelen bu büyük bir liste olacak ve birçok cevap sadece bazı fikir ve ipuçları verecek. Belki bir topluluk wiki, kişilerin puanlarını düzenlediğini ve isteğe bağlı olarak makalelere bağlantıların iyi bir biçim olacağını düşünüyor.
PlazmaHH

Belcore / Telcordia SR-332 ve MIL-HDBK-217 gibi kestirimci çalışmalar / yöntemler mi arıyorsunuz? Yoksa 10-20 yıl boyunca yürütülen gerçek araştırma çalışmalarını mı arıyorsunuz? Sanırım bu normal MTBF hesaplamanın ötesine geçiyor ve HALT test yaklaşımı yapıyor.
Bazı Donanım Guy

Çevre hakkında biraz daha söyleyebilir misin? Isıl döngü, Aşırı sıcaklık, titreşim, elementlere maruz kalma, (Yağmur, Güneş, tuzlu su.) @FilFrost, sadece linkini gözden kaçırdım, tüm bilgisayar modellerine benziyor, herhangi bir "gerçek" test yaptılar mı? Isıl döngüde delikten daha iyi olabileceğine dair bir söylenti duydum, çünkü başroller gerginliğin bir kısmını alacaktır .. (ama bu transistörler içindi.)
George Herold

Yanıtlar:


10

NASA'nın elektroniklerin uzun vadeli güvenilirliği hakkında söylenecek çok şey var. İşte bir örnek -> https://nepp.nasa.gov/files/20223/09_109_1%20JPL_Spence%20Longterm%20Reliability%20of%20Hand%20Soldering%20M55365%20Ta%20Capacitors%2009_30%2011_09%203_2_10.pdf bir örnek (referanslar sonunda).

Size ilgili her şey için iyi bir bağlantı veremem (NASA web sitesi oldukça dağınıktır), ancak 'nasa uzun vadeli güvenilirlik elektroniği' googling konuyla ilgili makalelere çok sayıda bağlantı sunar.


2
Bağlantılı belge elle lehimlemeyi diğer yöntemlerle karşılaştırmak için iyidir, ancak sorunun ana noktası olduğunu düşündüğüm IC'ler veya IC paketleri gibi ayrık bileşenlere dokunmuyor. Ayrıca, bağlantının gelecekte ölmesi ihtimaline karşı cevabınıza sonuçların bir özetini de eklemek iyi olacaktır.
skrrgwasme

1
@ skrrgwasme, bunu bile yapmıyor. Açılışta söyledikleri gibi, iyi istatistikler almak için yeterli örnekleri (sadece 100) yoktu.
George Herold

4

Bildiğim şeyi bu cevaba ekleyeceğim.

"Sürünme korozyonu" ile başlamak için, burada bir soruşturmanız var

Aslında kükürt içeren ortamlar ile ilgilidir. Başka bir şey ilginç bir konu değilse, okumaya değer.

NASA'dan ROHS ve teneke bıyıkları ile ilgili birçok yazı var, linkler .

Dikkate alınacak bir diğer şey FR4 malzemesinin kendisi ve CAFing'dir. Bu bir çalışma değil, ancak konuyu geçersiz kılıyor.

SMD'nin güvenilirliği hakkında 1993 yılında bir çalışma yapıldı ve ekte bazı ilginç mektuplar var. Bağlantı .

Seramik MLCC ile gitmek için söyleyeceğim kapasitörler için, burada kıymetli metal elektrot ve baz metal elektrot arasındaki bir karşılaştırma. Dahil test birimleri ile bir tablodur.

Seramikler için "yumuşak elektrot" olan ve "açık mod" da başarısızlığa daha fazla benzeyen kapasitör tasarımları var. Genel olarak konuşursak, en azından otomotiv nitelikli parçaları almak istersiniz.

Göre kondansatör el kitabında (Cletus J. Kaiser) cam kapasitörler en güvenilir ve ben NASA onları ederdi. Henüz güvenilirlik verisi bulamadım.

Güvenilirlik verileri için bunu deneyin . Ayrıca diğer kondansatör tipleri için.


0

Cevabım gerçek araştırmaya değil, gerçek uygulamaya dayanıyor . En güvenilir bileşenleri kullanmanızı ve onlarla birlikte bir tahta oluşturmanızı öneririm. MTBF'sini belirleyin. Bu MTBF'ye dayanarak, bu tasarımın sürmesi gereken toplam süreyi kapsayacak kadar panoları birleştirin ve bu sayıyı ikiye katlayın. Örneğin, MTBF 10 yıl ve tasarımın sürmesi gereken süre 50 yıl ise, o zaman 10 tahta yapmanız gerekir.
"Aşağı" zamanını en aza indirmek için, kötü tahtanın bağlantısını kesmek ve yerine iyi bir tahtayı bağlamak için bir "anahtar" seti otomatik olarak etkinleştirilebilir. Kötü tahta daha sonra iyi bir taneyle değiştirilebilir ve bir sonraki tahta arızasına hazır olabilir. Mevcut olmayan tamir parçalarıyla ilgili endişelenmenize gerek kalmayacak - zaten elinizde!


Bunun soruyu yanıtladığını sanmıyorum - bu, düşük güvenilirlikle nasıl başa çıkacağınızı açıklıyor, ancak yüksek güvenilirlik elde etmekten bahsetmiyor.
Greg d'Eon,
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.