Teknologiasta liiketoimintaa

Tulosta Lähetä linkki

Varmista elektroniikan luotettavuus ja elinikä

26.9.2011

Elektroniikalta vaaditaan luotettavuutta ja useimmiten myös pitkää tai vähintään tunnettua elinikää. Olennaista hyvälaatuisten ja luotettavien elektroniikkatuotteiden toteuttamisessa on tuotteen laadun ja luotettavuuden suunnittelu.

Luotettavuussuunnitellussa (DfR, Design for Reliability) käytetään erilaisia analyysi- ja varmennusmenetelmiä esim. vika- ja vaikutusanalyysiä (FMEA, Failure Mode and Effects Analysis), suunnittelusääntöjen soveltamista sekä erilaisia mallinnus- ja varmennustekniikoita. Lisäksi analysoidaan vikojen syntyä ja fysiikkaa (Physics of Failure). Vika-analyyseilla selvitetään vikamekanismeja eli vikojen juurisyitä (Root Cause). Käytännössä luotettavuus- ja elinikävaatimusten varmistamiseen tarvitaan testausta.

Testaus, ennustemallit ja kenttävikatiedot kertovat luotettavuudesta

Elektroniikan luotettavuudesta, vikamekanismeista ja eliniästä saadaan tietoja mm. seuraavilla menetelmillä:

• Keräämällä ja analysoimalla kenttävikatietoja
  
• Luotettavuus- ja elinikätestien avulla
  
• Teoreettisten vika-taajuuden ennustusmallien, kuten MIL-HDBK-217F, Notice 2 avulla
  

Luotettavuus- ja elinikätestit käytännössä

Elektroniikan luotettavuuteen vaikuttavat suunnittelun lisäksi sen valmistamiseen käytettävät osat, komponentit ja materiaalit, valmistusprosessit sekä tuotteeseen koko sen elinkaaren aikana kohdistuvat rasitukset. Käytettyihin teknologioihin ja käyttöolosuhteisiin liittyvät tekijät onkin selvitettävä ja tunnettava hyvin. Tärkeimmät tuotteen valmistuksen jälkeiset vaiheet ovat varastointi, kuljetus, asennus ja varsinainen käyttö- ja ylläpitovaihe.

Luotettavuustesteissä simuloidaan tuotteen eri elinkaarivaiheiden olosuhteita ja rasituksia, joita ovat:

• Lämpötila ja sen vaihtelut
  
• Kosteus ja sen vaihtelu (mahdollinen tiivistyminen)
  
• Mekaaniset rasitukset – tärinä, iskut ja jyskytys
  
• Sähköiset rasitukset – ylikuormitu / ylijännite (EOS, Electrical Overstress) staattisen sähkön purkaukset (ESD, Electrostatic Discharge)
  

Vika-analyysit paljastavat vikamekanismit

Testeissä ja käytössä vioittuneista tuotteista saadaan arvokasta tietoa vika-mekanismeista ja luotettavuudesta. Tämän edellytyksenä on kuitenkin perusteellisesti ja järjestelmällisesti tehty vika-analyysi.

Vika-analyysin avulla voidaan päätellä ovatko viat sellaisia, että ne ovat mahdollisia käyttöolosuhteissa ja liittyvät niissä esiintyviin rasituksiin. Tietoa voidaan myös käyttää tuotteen rakenteen ja suunnittelun parannustoimenpiteiden perustana.

Lisätietoja
Helge Palmén
Erityisasiantuntija
Puh. 020 722 5631
etunimi.sukunimi@vtt.fi