दीर्घकालिक विश्वसनीयता के लिए डिजाइन?


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मुझे एक छोटा बोर्ड डिजाइन करने की आवश्यकता है जो पिछले कई दशकों तक सार्वजनिक बुनियादी ढांचे के एक बड़े हिस्से में जाएगा। मैं कागजात की तलाश कर रहा हूं और इस तरह कि वास्तविक अनुसंधान के आधार पर इस तरह के डिजाइन पर मार्गदर्शन देता हूं ।

यह बोर्ड यांत्रिक कारणों से बहुत बड़ा होगा जिसे असतत भागों के साथ फ़ंक्शन को प्राप्त करने के लिए एक विशाल सर्किट के लिए भी होना चाहिए। चौड़े निशान जैसी चीजें बिना दिमाग की होती हैं।

ग्राहक कुल भागों को कम से कम करना चाहता है, और चाहता है कि वे थ्रू होल हो जाएं। मैं भागों को कम करने के बारे में बात देख रहा हूं, लेकिन जोभागों भी बहुत मायने रखता है, और भविष्य में प्रतिस्थापन प्राप्त करने में सक्षम होना महत्वपूर्ण है। इस फ़ंक्शन को एक मुट्ठी भर असतत ट्रांजिस्टर और प्रतिरोधों के साथ लागू किया जा सकता है, लेकिन ग्राहक डीआईपी पैकेज में एक एकल तर्क आईसी का उपयोग करेगा। वह सोचता है कि थ्रू होल अधिक विश्वसनीय है, लेकिन मुझे लगता है कि मुझे एक अध्ययन देखकर याद है जो इसके विपरीत कहता है। इसके अलावा, मैं 20-50 वर्षों में 16 या 20 पिन डीआईपी लॉजिक चिप की उपलब्धता को लेकर चिंतित हूं। लेकिन, क्या SOT-23 ट्रांजिस्टर और 0805 प्रतिरोधक एक बेहतर शर्त हैं? कुछ ऑप्टो-आइसोलेटर होंगे। ऐसा लगता है कि विश्वसनीयता और भविष्य की उपलब्धता के मामले में वे सब कुछ स्वाहा कर देंगे। हां, मैं जीवन को बढ़ाने के लिए रेटिंग के एक छोटे से अंश पर एलईडी चलाऊंगा।

इसलिए, मैं दीर्घकालिक विश्वसनीयता के लिए डिजाइन पर वास्तविक निश्चित शोध-आधारित जानकारी की तलाश कर रहा हूं। यह एक ऐसा क्षेत्र है जहां 10% समस्या के बारे में सोचना आसान है, लेकिन 90% समस्या को याद करते हैं जो 10% समस्या को अप्रासंगिक बनाता है।

जोड़ा गया:

मैं सबूत-आधारित उत्तरों की तलाश कर रहा हूं। मुझे लगता है कि मुझे लगता है कि मैं इलेक्ट्रॉनिक्स को बहुत अच्छी तरह से जानता हूं, और विभिन्न प्रशंसनीय लगने वाले कारणों के साथ आ सकता है कि एक दृष्टिकोण दूसरे की तुलना में बेहतर क्यों हो सकता है, और मुझे यकीन है कि अन्य भी कर सकते हैं। हालाँकि, मुझे उन पर भरोसा नहीं है क्योंकि जो सुनने योग्य लगता है और जो ध्वनि भौतिकी पर आधारित है, वह सही हो सकता है लेकिन कुछ अन्य प्रमुख प्रभाव को गायब कर सकता है। मुझे चिंता है कि यह वह जगह है जहाँ शिक्षित अनुमान लगाने से काफी गलत निष्कर्ष निकल सकते हैं। इसलिए मैं साक्ष्य-आधारित उत्तर, वास्तविक अध्ययनों के कागजात, नासा के नियमों पर जोर दे सकता हूं, आदि।

जोड़ा गया 2:

पर्यावरण "औद्योगिक" पर विचार करें। मुझे यकीन नहीं है कि अगर पर्यावरण को नियंत्रित किया जाए तो कितना अच्छा होगा। बोर्डों को तत्वों से संरक्षित किया जाएगा, लेकिन संभवतः कोई एयर कंडीशनिंग या हीटिंग नहीं। मैं कंपन के बारे में नहीं जानता, शायद ज्यादा नहीं।

इन बोर्डों को एक कैबिनेट में स्थापित किया जाएगा जो विद्युत प्रणाली के अन्य भागों को हाउस करता है। सेवा तकनीशियन आवश्यक होने पर कैबिनेट तक चल सकते हैं। सर्विसिंग की कठिनाई मुद्दा नहीं है, लेकिन डाउनटाइम है। यह वह नहीं है जो चल रहा है, लेकिन कल्पना करें कि एक अंतरराज्यीय राजमार्ग को बंद कर दिया गया था जब तक कि सिस्टम ऊपर और फिर से चल रहा हो। बेशक पहले से ही अतिरेक है, लेकिन असफलता ऐसी चीज है जिससे आप वास्तव में बचना चाहते हैं।


थ्रू-होल बनाम SMT के बिंदु पर: wpi.edu/Pubs/E-project/Available/E-project-042513-011426/… (एग्जीक्यूटिव सारांश: SMT छोटे साइज के कारण थर्मल साइकलिंग, वाइब्रेशन आदि के प्रति अधिक मजबूत है। )
फिल फ्रॉस्ट

मैं आपके पूर्ण प्रश्न का उत्तर नहीं दे सकता, लेकिन 1990 के दशक के अंत में और 2000 के दशक की शुरुआत में शोध की हड़बड़ी थी, जो लीड-फ्री सोल्डर पर जाने के प्रभाव को देखते थे और निष्कर्ष यह था कि आश्चर्यजनक रूप से, लीड-फ्री सोल्डर वास्तव में अधिक था ठेठ बोर्डों पर विशिष्ट भागों के लिए विश्वसनीय।
एडवर्ड

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यह वास्तव में एक गहन प्रश्न है, लेकिन यह वास्तव में व्यापक प्रतीत होता है। वहाँ बहुत सी बातें है कि आप कर रहे हैं हो सकता है के बारे में सोचना चाहते हैं, उदाहरण के लिए टिन मूंछ (esp। RoHS के साथ)। बहुत कुछ शुद्ध अटकलें होंगी (जैसे कि हम 50 वर्षों में पूरी तरह से स्पिंट्रॉनिक्स से भाग सकते हैं)। मैं वास्तव में हालांकि कुछ जवाब देखना चाहूंगा, लेकिन शायद यह एक बड़ी सूची होगी, और कई जवाब सिर्फ कुछ विचार और संकेत देंगे। हो सकता है कि एक समुदाय विकि उत्तर दे कि लोग अपने बिंदुओं को संपादित करें, वैकल्पिक रूप से कागजात के साथ लिंक एक अच्छा प्रारूप होगा?
प्लाज्माएच

आप Belcore / Telcordia SR-332 और MIL-HDBK-217 जैसी भविष्य कहनेवाला अध्ययन / विधियों की तलाश कर रहे हैं? या आप 10-20 वर्षों में किए गए वास्तविक शोध अध्ययनों के लिए अधिक देख रहे हैं। मुझे लगता है कि यह सामान्य गणना एमटीबीएफ से परे है, और एचएएलटी परीक्षण दृष्टिकोण है।
कुछ हार्डवेयर गाय

क्या आप पर्यावरण के बारे में कुछ और कह सकते हैं? थर्मल साइकलिंग, तापमान चरम, कंपन, तत्वों के संपर्क में, (वर्षा, सूर्य, नमक पानी।) @PhilFrost, मैंने केवल आपके लिंक को स्किम्ड किया है, यह सभी कंप्यूटर मॉडलिंग की तरह दिखता है, क्या उन्होंने कोई "वास्तविक" परीक्षण किया था? मैंने एक अफवाह सुनी कि थर्मल साइकलिंग में छेद बेहतर हो सकता है, 'क्योंकि लीड्स में कुछ खिंचाव आएगा .. (लेकिन यह ट्रांजिस्टर के लिए था।)
जॉर्ज हेरोल्ड

जवाबों:


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इलेक्ट्रॉनिक्स की दीर्घकालिक विश्वसनीयता के बारे में नासा के पास कहने के लिए बहुत कुछ है। यहाँ एक उदाहरण है -> 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 एक उदाहरण (संदर्भ अंत में हैं)।

मैं आपको संबंधित सभी चीजों के लिए अच्छा लिंक नहीं दे सकता (नासा की वेब साइट काफी गड़बड़ है), हालांकि, 'नासा लॉन्ग टर्म विश्वसनीयता इलेक्ट्रॉनिक्स' को गुगली करना विषय पर कागजात के बहुत सारे लिंक देता है।


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लिंक किए गए दस्तावेज़ हाथ टांका लगाने वाले बनाम अन्य तरीकों का मूल्यांकन करने के लिए अच्छा है, लेकिन यह असतत घटकों बनाम आईसी या आईसी पैकेजों पर नहीं छूता है, जो मुझे लगता है कि क्वैशन का मुख्य बिंदु था। साथ ही, भविष्य में लिंक के मरने की स्थिति में अपने उत्तर में निष्कर्ष का सारांश शामिल करना अच्छा होगा।
skrrgwasme

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@skrgwasme, यह भी नहीं करता है। जैसा कि वे उद्घाटन में कहते हैं, उनके पास किसी भी अच्छे आंकड़े प्राप्त करने के लिए पर्याप्त नमूने (केवल 100) नहीं थे।
जॉर्ज हेरोल्ड

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मैं इस उत्तर को जोड़ूंगा जो मुझे पता है।

"रेंगना" के साथ शुरू करने के लिए, आपके पास यहां एक जांच है

यह वास्तव में सल्फर युक्त वातावरण से संबंधित है। यह एक पढ़ने लायक है अगर कुछ और नहीं यह एक दिलचस्प विषय है।

नासा के लिंक से ROHS और टिन के मूंछ से संबंधित बहुत सारे लेख हैं ।

एक और बात पर विचार करने के लिए FR4 सामग्री ही है और CAFing है। यह एक अध्ययन नहीं है, लेकिन यह इस मुद्दे को दर्शाता है।

एसएमडी की विश्वसनीयता के बारे में, 1993 में एक अध्ययन किया गया था और परिशिष्ट में कुछ दिलचस्प पत्र हैं। लिंक करें

कैपेसिटर के लिए मैं सिरेमिक एमएलसीसी के साथ जाने के लिए कहूंगा, यहां कीमती-धातु-इलेक्ट्रोड और बेस-मेटल-इलेक्ट्रोड के बीच तुलना है। इसमें शामिल इकाइयों के साथ एक मेज है।

सिरेमिक के लिए कैपेसिटर डिज़ाइन हैं, जिनमें "सॉफ्ट इलेक्ट्रोड" है और जो "ओपन मोड" में विफल होने की अधिक संभावना है। सामान्य बोलचाल में आप ऐसे हिस्से प्राप्त करना चाहते हैं जो कम से कम ऑटोमोटिव योग्य हों।

के अनुसार संधारित्र हैंडबुक (कि्लिटस जे कैसर) कांच संधारित्र सबसे विश्वसनीय हैं, और मुझे याद है नासा उन्हें इस्तेमाल किया। मुझे विश्वसनीयता डेटा अभी तक नहीं मिला है।

इसे इस्तेमाल करे विश्वसनीयता डेटा के लिए । अन्य संधारित्र प्रकारों के लिए भी।


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मेरा उत्तर वास्तविक शोध पर आधारित नहीं है , बल्कि वास्तविक अनुप्रयोग पर आधारित है मेरा सुझाव है कि आप सबसे विश्वसनीय घटकों का उपयोग करें और उनके साथ एक बोर्ड बनाएं। इसकी MTBF निर्धारित करें। इस MTBF के आधार पर, कुल बोर्डों को इकट्ठा करने के लिए कुल समय कवर करने के लिए इस डिज़ाइन को अंतिम और उस संख्या को दोगुना करना चाहिए। उदाहरण के लिए यदि एमटीबीएफ 10 वर्ष है, और डिजाइन को अंतिम समय 50 वर्ष माना जाता है, तो आपको 10 बोर्ड बनाने की आवश्यकता है।
"डाउन" समय को कम करने के लिए, खराब बोर्ड को डिस्कनेक्ट करने और उसके स्थान पर एक अच्छे बोर्ड को जोड़ने के लिए "स्विच" का एक सेट स्वचालित रूप से सक्रिय हो सकता है। खराब बोर्ड को फिर एक अच्छे से बदला जा सकता है और अगले बोर्ड की विफलता के लिए तैयार रहना चाहिए। मरम्मत भागों उपलब्ध नहीं होने के बारे में आपको चिंता करने की आवश्यकता नहीं होगी - आपके पास पहले से ही है!


मुझे नहीं लगता कि यह सवाल का जवाब देता है - यह बताता है कि कम विश्वसनीयता से कैसे निपटना है, लेकिन उच्च विश्वसनीयता प्राप्त करने के बारे में बात नहीं करता है।
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