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 | style="background: #66CCFFFF2400" align= center| '''<big>可靠性</big> '''|-|<center><img src=https://gimg2.baidu.com/image_search/src=http%3A%2F%2Fmmbiz.qpic.cn%2Fmmbiz_png%2FcYOTsibOYetrpHvRa3sE0ia5Zxxrwib3cZAvvC4V9KTMmqG3lDfnYlMiauxAXOgjiaPdjNsviaznOJ18oT4S6GGTlybQ%2F640%3Fwx_fmt%3Dpng&refer=http%3A%2F%2Fmmbiz.qpic.cn&app=2002&size=f9999,10000&q=a80&n=0&g=0n&fmt=auto?sec=1659165132&t=8991c1b4b9646167b4d51cdf71ebba96 width="300"></center><small>[https://image.baidu.com/search/detail?ct=503316480&z=0&ipn=d&word=%E5%8F%AF%E9%9D%A0%E6%80%A7&step_word=&hs=0&pn=14&spn=0&di=7108135681917976577&pi=0&rn=1&tn=baiduimagedetail&is=0%2C0&istype=0&ie=utf-8&oe=utf-8&in=&cl=2&lm=-1&st=undefined&cs=245051326%2C1574697975&os=3096740619%2C869076159&simid=245051326%2C1574697975&adpicid=0&lpn=0&ln=1965&fr=&fmq=1656573093876_R&fm=&ic=undefined&s=undefined&hd=undefined&latest=undefined&copyright=undefined&se=&sme=&tab=0&width=undefined&height=undefined&face=undefined&ist=&jit=&cg=&bdtype=0&oriquery=&objurl=https%3A%2F%2Fgimg2.baidu.com%2Fimage_search%2Fsrc%3Dhttp%3A%2F%2Fmmbiz.qpic.cn%2Fmmbiz_png%2FcYOTsibOYetrpHvRa3sE0ia5Zxxrwib3cZAvvC4V9KTMmqG3lDfnYlMiauxAXOgjiaPdjNsviaznOJ18oT4S6GGTlybQ%2F640%3Fwx_fmt%3Dpng%26refer%3Dhttp%3A%2F%2Fmmbiz.qpic.cn%26app%3D2002%26size%3Df9999%2C10000%26q%3Da80%26n%3D0%26g%3D0n%26fmt%3Dauto%3Fsec%3D1659165132%26t%3D8991c1b4b9646167b4d51cdf71ebba96&fromurl=ippr_z2C%24qAzdH3FAzdH3Fooo_z%26e3Byw5z7t_z%26e3Bv54AzdH3FrAzdH3Fcb9dl8&gsm=f&rpstart=0&rpnum=0&islist=&querylist=&nojc=undefined&dyTabStr=MCwzLDgsMiw0LDUsMSw2LDcsOQ%3D%3D 来自 呢图网 的图片]</small>

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元件、产品、系统在一定时间内、在一定 [[ 条件 ]] 下无故障地执行指定功能的能力或可能性。可通过可靠度、失效率、平均无故障间隔等来评价 [[ 产品 ]] 的'''可靠性'''。<ref>[ https://max.book118.com/html/2019/0317/6003052022002015.shtm 产品可靠性], 360搜索, --2019年3月17日</ref>

根据国家标准GB-6583的 [[ 规定 ]] ，环境可靠性是指：产品在规定的条件下、在规定的时间内完成规定的功能的能力。产品在设计、应用过程中，不断经受自身及外界气候环境及机械环境的影响，而仍需要能够正常工作，这就需要用试验设备对其进行验证，这个验证基本分为研发试验、试产试验、量产抽检三个部分。一般所说的“可靠性”指的是“可信赖的”或“可信任的”。我们说一个人是可靠的，就是说这个人是说得到做得到的人，而一个不可靠的人是一个不一定能说得到做得到的人，是否能做到要取决于这个人的意志、才能和机会。同样，一台仪器设备，当人们要求它工作时，它就能工作，则说它是可靠的；而当人们要求它工作时，它有时 [[ 工作 ]] ，有时不工作，则称它是不可靠的。

简单的说，狭义的“可靠性”是产品在使用期间没有发生故障的性质。例如一次性 [[ 注射器 ]] ，在使用的时间内没有发生故障，就认为是可靠的；再如某些一旦发生故障就不能再次使用的产品，日光灯管就是这类型的产品，一般损坏了只能更换新的。从广义上讲，“可靠性”是指使用者对产品的满意程度或对企业的信赖 [[ 程度 ]] 。而这种满意程度或信赖程度是从主观上来判定的。为了对产品可靠性做出具体和定量的判断，可将产品可靠性可以定义为在规定的条件下和规定的时间内，元器件（产品）、设备或者系统稳定完成功能的程度或性质。例如，汽车在使用过程中，当某个零件发生了故障，经过修理后仍然能够继续驾驶。产品实际使用的可靠性叫做工作可靠性。工作可靠性又可分为固有可靠性和使用可靠性。固有可靠性是 [[ 产品 ]] 设计制造者必须确立的可靠性，即按照可靠性规划，从原材料和零部件的选用，经过设计、制造、试验，直到产品出产的各个阶段所确立的可靠性。使用可靠性是指已生产的产品，经过包装、运输、储存、 [[ 安装 ]] 、使用、维修等因素影响的可靠性。==要素==可靠性包含了耐久性、可维修性、设计可靠性三大要素。耐久性：产品使用无故障性或使用寿命长就是耐久性。例如，当空间探测卫星发射后，人们希望它能无故障的长时间工作，否则，它的存在就没有太多的意义了，但从某一个角度来说，任何产品不可能100%的不会发生故障。可维修性：当产品发生故障后，能够很快很容易的通过维护或维修排除故障，就是可维修性。像自行车、电脑等都是容易维修的，而且维修成本也不高，很快的能够排除故障，这些都是事后维护或者维修。而像飞机、汽车都是价格很高而且非常注重安全可靠性的要求，这一般通过日常的维护和保养，来大大延长它的使用寿命，这是预防维修。产品的可维修性与产品的结构有很大的关系，即与设计可靠性有关。设计可靠性：这是决定产品质量的关键，由于人——机系统的复杂性，以及人在操作中可能存在的差错和操作使用环境的这种因素影响，发生错误的可能性依然存在，所以设计的时候必须充分考虑产品的易使用性和易操作性，这就是设计可靠性。一般来说，产品的越容易操作，发生人为失误或其他问题造成的故障和安全问题的可能性就越小；从另一个角度来说，如果发生了故障或者安全性问题，采取必要的措施和预防措施就非常重要。例如汽车发生了碰撞后，有气囊保护。 

其中，固有可靠性通过设计、制造的过程来保证，很大程度上受设计者和制造者的影响。而使用可靠性依赖于产品的使用 [[ 环境 ]] ，操作的正确性，保养与维修的合理性，所以它很大程度上受使用者的影响。

“规定条件”包括使用时的环境条件和工作条件；例如同一型号的 [[ 汽车 ]] 在高速公路和在崎岖的山路上行驶，其可靠性的表现就不大一样，要谈论产品的可靠性必须指明规定的条件是什么。

“规定功能”是指产品规定了的必须具备的功能及其技术指标。所要求产品功能的多少和其技术指标的高低，直接影响到 [[ 产品 ]] 可靠性指标的高低。例如，电风扇的主要功能有转叶，摇头，定时，那么规定的功能是三者都要，还是仅需要转叶能转能够吹风，所得出的可靠性指标是大不一样的。可靠性的评价可以使用概率指标或时间指标，这些指标有：可靠度、失效率、平均无故障工作时间、平均失效前 [[ 时间 ]] 、有效度等。典型的失效率曲线是浴盆曲线，其分为三个阶段：早期失效期、偶然失效期、耗损失效期。早期失效期的失效率为递减形式，即新产品失效率很高，但经过磨合期，失效率会迅速下降。偶然失效期的失效率为一个平稳值，意味着产品进入了一个稳定的使用期。耗损失效期的失效率为递增形式，即产品进入老年期，失效率呈递增状态，产品需要更新。提高可靠性的 [[ 措施 ]] 可以是：对元器件进行筛选；对元器件降额使用，使用容错法设计（使用冗余技术），使用故障诊断技术等。可靠性主要包括电路可靠性及元器件的选型有必要时用一定仪器检测。==测试==可靠性试验是对产品进行可靠性调查、分析和评价的一种手段。试验结果为故障分析、研究采取的纠正措施、判断产品是否达到指标要求提供依据。进行可靠性测试的机构有：一通检测实验室等根据可靠性统计试验所采用的方法和目的，可靠性统计试验可以分为可靠性验证试验和可靠性测定试验。可靠性测定试验是为测定可靠性特性或其量值而做的试验，通常用来提供可靠性数据。可靠性验证试验是用来验证设备的可靠性特征值是否符合其规定的可靠性要求的试验，一般将可靠性鉴定和验收试验统称为可靠性验证试验。1. 如以环境条件来划分,可分为包括各种应力条件下的模拟试验和现场试验；2. 以试验项目划分，可分为环境试验、寿命试验、加速试验和各种特殊试验；3. 若按试验目的来划分，则可分为筛选试验、鉴定试验和验收试验；4. 若按试验性质来划分，也可分为破坏性试验和非破坏性试验两大类。5. 但通常惯用的分类法，是把它归纳为五大类:A. 环境试验B. 寿命试验C. 筛选试验D. 现场使用试验E. 鉴定试验 

可靠性是一项重要的质量指标，只是定性描述就显得不够，必须使之数量化，这样才能进行精确的描述和比较。可靠性的定量表示有其自己的 [[ 特点 ]] ，由于使用场合的不同，很难用一个特征量来完全代表。

在数值上，某个时间的概率可用试验中该事件发生的 [[ 频率 ]] 来估计。

它在数值上等于1减可靠度，也就是说，产品从0开始试验（或工作）到 [[ 时 刻t 刻]]t ，失效总数r（t）与初始试验（或工作）产品总数N0之比，即

失效密度是表示失效概率分布的密集程度，或者说是失效概率 [[ 函数 ]] 的变化率。它在数值上等于在时刻t，单位时间内的实效数Δr/Δt与初始试验（或工作）产品总数N0的比值，即

其所描述的曲线成为失效密度曲线，它与 [[ 横坐标 ]] 轴之间的面积恰好等于1。也就是说，失效密度这个随机变量在（0，∞）范围内的概率等于1。用积分式表示有

平均寿命对不可修复或不值得修复的产品和可修复的产品有不同的含义。对于不可修复的 [[ 产品 ]] ，其寿命是指产品发生失效前的工作时间或工作次数。因此，平均寿命是指寿命的平均值，即产品在丧失规定功能前的平均工作时间，通常记作MTTF（mean time to failure）。对可修复的产品，寿命是指两次相邻故障间的工作时间，而不是指产品的报废时间。因此，对这类产品的平均寿命是指平均无故障工作时间，或称平均故障间隔时间，记作MTBF（mean time between failures）。但是，不管哪类产品，平均寿命在 [[ 理论 ]] 上的意义是类似的，其数学表达式也是一致的。

一般说来，电子元器件的平均寿命愈长，在短时间内工作的可靠性愈高。但是，可靠性与寿命虽然密切相关，又不是同一 [[ 概念 ]] ，不能混为一谈。不能认为可靠性高，寿命就长；也不能认为寿命长的可靠性就必然高，这与使用要求有关。通常所指的高可靠，是指产品完成要求任务的把握性特别高；而长寿命，是指产品可以用很长时间 [[ 工作 ]] 而性能良好。如海、地缆线通讯设备所用元器件要求使用20年而性能良好，体现了长寿命；导弹工作时间不一定长，但工作时间内（几秒、几分或半 [[ 小时 ]] ）要求高度可靠，万无一失，这就体现为高可靠。 ==集成电路的可靠性==可靠性，英文为Reliability，从字面意思很容易理解，我们一般说“可靠的”，是指“可信赖的”，可靠性即可靠的性质和程度，就是指产品在使用时用户是否可以信赖它，它可以正常、准确、稳定地发挥其功能和性能的能力和程度有多高。集成电路被喻为电子产品的大脑和心脏、国家的工业粮食、现代信息社会的基石，可见其可靠性尤为重要。半导体集成电路由于其材料的特性和器件结构、生产工艺上的特点，存在一些特有的物理效应，并在一定的条件下发生作用，可能会改变集成电路内部的形态和参数，从而使产品失效。其主要失效原理有：电迁移效应、静电放电、过电损伤、热载流子效应、闩锁效应、介质击穿、α辐射软误差效应。另外在经过贮存、使用一段时间后，在各种环境因素（如温度、湿度、机械、射线）和工作应力（电流、电压、时间、频率）的作用下，某些电性能参数将逐渐发生变化，出现如温漂、时漂等失效，或者封装质量直接影响到半导体芯片的可靠性，比如管脚易焊性差或者锈蚀导致的接触不良。集成电路的可靠性可以分为可靠性设计、可靠性测试，都已经积累了很丰富的经验和技术规范。对于应用最广的CMOS集成电路来说，由于CMOS器件的P管和N管与衬底之间存在多个PN结，而两个背靠背的P-N结就构成了一个双极型的晶体三极管，这些晶体管并非人们想要的，不希望它们介入正常功能所需的电路中，称之为寄生器件。但在芯片使用过程中，可能会产生条件，使这些寄生晶体管被触发导通，在电源和地之间形成一个低阻通路，产生大电流，导致电路无法工作，甚至烧毁电路。这就是CMOS电路固有的Latch-up效应（ 闩锁效应）。==可靠性设计==可靠性设计要求在集成电路的需求分析和设计阶段，就充分考虑芯片的使用场景和环境，制定其可靠性指标和失效容限，将预防失效和失效后保护的措施导入电路设计中。可靠性设计可以从线路、版图、工艺、封装结构几个方面来实施。例如避免闩锁效应可采用几种常见的措施：增加基区宽度（NMOS与PMOS之间的间距）、使用可以吸收注入电荷的保护环、深槽隔离等；每个厂家的工艺都有详细的指导书说明如何遵守设计规则，来控制闩锁的发生。

可靠性测试则是在芯片生产后，在封装前后对集成电路本身和芯片整体进行测试，来检验其是否存在 [[ 故障 ]] 、失效概率有多大、可靠程度有多高，从而指导芯片应用和进行下一版设计优化。可靠性测试有很多种，有成熟的测试标准、测试方法和设备，下面选取列出部分业内常用的测试项和参考的标准。其中GJB是中国的军工 [[ 标准 ]] ，JESD是JEDEC固体技术协会（美国电子工业协会内辖的一个组织，后独立为固体电子行业的一个协会）发布的 [[ 标准 ]] 。例如闩锁测试可以按照JESD78D标准来进行，其中建立了一套定义闩锁特性和失效等级的测试方法，适用于NMOS、CMOS、双极电路以及这几种 [[ 电路 ]] 的组合。

<center>{{reflist#iDisplay:z0755dliemn|480|270|qq}}<center>可靠性概念简述</center></center>== 参考资料 ==

[[Category: 990 遊藝及休閒活動總論]]