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什么是器件失效？
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什么是器件失效？为什么我们这么关心器件失效？ ) v Q. s9 r$ z3 Z( t0 h% q
器件失效，顾名思义，就是器件本身发生故障导致其该有的功能失效。作为汽车电子工程师，我们对器件失效异常敏感，因为我们的产品是装到高速行驶的汽车上，它们担负着把主人安全送回家的重要责任啊！ - ]5 y8 g; e( J0 O' O% l$ z& _* d, |
为什么器件会失效？
4 U/ D+ X/ U. B* P0 A, C' t失效的原因有两大类，即使用引起的失效和器件固有缺陷引起的失效。说得通俗一点就是要么是你把它弄坏的，要么是它自己不争气。 9 H6 k+ t$ J* o) @7 a! Q" ^5 X
细致来说，与使用有关的失效原因主要有：过电应力损伤、静电损伤、机械应力损伤等。其中过电应力损伤占绝大多数，所以EOS失效成为了半导体厂商的口头禅。与器件固有缺陷有关的失效原因说起来可就复杂了，涉及到半导体器件的设计和生产包装的各个环节，这里就不一一列举了。
* c' _" a3 N6 S4 _" e失效有分类吗？ * i8 Z |3 U2 l$ F9 y
失效有很多种分类方法的，就像前面所说，按照失效来源可以分为使用引起的失效和器件固有缺陷引起的失效；按照发生必然性分为系统性失效和随机性失效；按照对车辆行驶安全性影响又可分为安全性失效和非安全性失效。 % W4 p3 p7 x: u) x
系统性失效和随机性失效？ # R# g5 L( M& \" x. [# O$ y
系统性失效是指满足一定外部条件一定会发生的失效，例如电容超过其耐压值一定会失效。随机性失效与系统性失效相反，顾名思义，失效发生呈一定的随机性，符合概率分布。 & }" b" f4 U3 u/ A9 R: `. N
失效真的不可避免吗？
. C; B$ ~# _% g( N( k2 |! Q系统性失效可以通过在设计阶段避免掉，例如通过设计的review和设计的验证发现一些与使用需求不符的地方。但随机性失效确是无法避免的，因为器件终有“寿终正寝”的一天。下图就是著名的元器件寿命浴盆曲线。 8 K1 T+ J6 `/ o7 F
怎样定性地分析失效呢？ 5 f: M. t7 P8 f& e) G0 I8 y7 {1 B' V
分析失效的目的在于检查相关项及要素的功能、表现及设计故障和失效后果，可识别硬件失效的原因和故障影响。故障分析可分为归纳分析法和演绎分析法。归纳分析法是由上而下的方法，由已知的原因预见未知的影响，比如失效模式与影响分析（FMEA）。演绎分析法是由上而下的方法，由已知的影响探寻未知的原因，比如故障树分析（FTA）和鱼骨图等等。
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% i/ `" g" I, J& C+ S5 b+ S怎样定量地分析失效呢？ / ?) K3 O! L. H8 ~& W% L8 |
失效虽然难以捉摸，但是还好我们有概率论，形象地讲，我们无法用手捉住失效这只“泥鳅”，但我们却可以用概率论的“笼子”将“泥鳅套住”。
$ {' a O$ I. Q- x' X6 u失效模式、影响及其诊断分析（FMEDA）就是这样的“笼子”，它通过对元器件失效的相关统计，获得了较为精确的数字，为我们精确地分析失效及其影响提供了可能。 如何在设计中减小器件失效造成的影响？ - R: y; r, r1 v4 T1 }9 Y) H4 V
既然失效不可避免，那就要想方设法减小失效造成的影响，都有哪些方法呢？其实方法就两种：一是冗余设计，二是诊断设计。 7 Q# p8 C& e2 k
用一个通俗的示例来说，如果你是一个经常丢钥匙的人，为了减少丢钥匙所带来的不必要的麻烦，第一你可能多配几把钥匙，第二你可能在钥匙挂上铃铛之类的以提醒自己。多配几把钥匙的行为就属于冗余设计，在钥匙上挂铃铛就属于诊断设计，这样大家就理解了吧？ 3 Y& C5 e/ I- e/ G4 M
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发表于 2019-11-14 10:47
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