В. Группа интегральных микросхем
Интенсивность отказа интегральной микросхемы
(2.16)
где 
– коэффициент сложности микросхемы и теплового режима, 
– коэффициент корпусирования, 
– коэффициент снижения питающего напряжения, остальные коэффициенты – как и для предыдущего случая.
Коэффициент вычисляется по формуле:
(2.17)
где 
– температура кристалла микросхемы, а постоянные 
и 
выбираются из таблицы 2.5.
Таблица 2.5
Коэффициент сложности ИМС
| Тип ИМС | Кол-во элементов ИМС или кол-во “бит” для ОЗУ | Значение коэффициентов | |
| А | В | ||
| Цифровые логические ИМС | 10…100 | 0,001632 | 0,02079 |
| 1000…5000 | 0,009 | ||
| >100000 | 0,018 | ||
| Оперативные запоминающие устройства | 1024…4096 бит | 0,00285 | 0,02079 |
| >16384 бит | 0,005 | ||
| Аналоговые ИМС | 10…100 | 0,0016 | 0,023 |
| 1000…5000 | 0,003 | ||
| >5000 | 0,004 |
Коэффициент корпусирования ИМС 
для ИМС в пластмассовом корпусе, для остальных корпусов 
.
Коэффициент для КМОП ИМС ( 
) равен:
- 
при 
;
- 
при 
;
- 
при 
.
Аналогично проводятся расчёты интенсивности отказов других типов ЭРЭ. При расчётах обязательно учитываются все элементы объекта, в том числе и пайки. Кроме того необходимо учитывать интенсивность отказов элементов, находящихся в режиме ожидания в обесточенном состоянии с периодическим контролем работоспособности. Эти данные приводятся в упомянутых выше справочниках.
Такие расчёты являются довольно трудоёмкими. Поэтому их выполняют как правило на ЭВМ с использованием специальных программ. Более подробно о расчёте надёжности средствами ЭВМ можно ознакомиться в методических указаниях к практическим занятиям по этой дисциплине [7]. На кафедре ПЭ и ЭТ имеется учебная программа расчёта надёжности электронных объектов, которую вы можете использовать при курсовом и дипломном проектировании.
3 ПОВЫШЕНИЕ НАДЁЖНОСТИ
3.1 Схемные методы повышения надёжности
Анализируемые инженерною практикою отказы электронных объектов принято разделять на внезапные и постепенные. Первые возникают вследствие действия неуправляемых и непрогнозируемых факторов случайного порядка. Постепенные возникают в результате действия физико-химических причин, накапливаемых во времени (старение, износ и т.п.). Такой отказ характеризуется постоянным изменением одного или нескольких параметров объекта. Поэтому его влияние может быть своевременно обнаружено во время профилактического обслуживания и нейтрализовано путём ремонта.
На практике имеют место внезапные отказы двух видов: катастрофичные и параметричные (деградационные). Статистически их довольно трудно разделить, но “львиную” долю, как правило, составляют дефекты и отказы, вызванные дрейфом параметров в ограниченном пространстве значений параметров. Т.о. интенсивность отказа электронного объекта:
(3.1)
где 
– интенсивность катастрофических отказов;
– условная интенсивность отказов по параметрам “i”,
– число учитываемых параметров.
Катастрофические отказы – это короткие замыкания и обрывы внутренних и внешних цепей ЭРЭ, которые приводят к безусловной потере работоспособности нерезерованного ЭРЭ независимо от его схемы. Вероятность потерь при отклонении того или иного параметра ЭРЭ от нормы в ограниченных рамках его значений существенно зависит от допустимого значения этого отклонения, т.е. от критерия отказа по параметру, реализуемого в конкретном устройстве. Например для типового транзистора с коэффициентом усиления 
, при 
. Если же схему спроектировать (рассчитать) некритичную к снижению 
до 20, то 
.
Т.е. при соответствующем схемно-конструктивном решении объект, выполненный на ЭРЭ с не очень высокими показателями стабильности и качества, может стать более надёжными, чем выполненный на ЭРЭ с более стабильными параметрами за счёт снижения доли параметрических отказов в эксплуатации.
По данным эксплуатации в том случае, когда критерий отказа элемента по определяющим параметрам в 2…3 раза шире, чем обусловлено ТУ, его интенсивность отказов уменьшается в 5…10 раз.
3.2 Общие и специальные методы повышения надёжности
Наиболее жёсткие требования по надёжности предъявляются к объектам космической техники, противовоздушной и противоракетной обороны, системам управления атомных станций, системам бесперебойного питания (для ЭВМ, связи, операционных) и т.п.
К общим методам повышения надёжности можно отнести:
- чёткая регламентация условий эксплуатации изделия;
- оптимальный выбор функциональной схемы изделия;
- выбор ЭРЭ, комплектующих с высокой надёжностью;
- реализация высококачественных, бездефектных процессов изготовления изделий;
- проведение отбраковочных испытаний на стадии разработки, изготовления макетов, узлов, отдельных блоков для выявления слабых мест схемы, конструкции, технологии;
- создание системы выявления производственных дефектов как изделия в целом, так и отдельных элементов;
- создание системы наблюдения за качеством работы, профилактических мер и ремонта (обычно на больших предприятиях создают службы качества).
К специальным мерам относят:
- применение более высоконадёжных элементов, комплектующих;
- применение электротермотренировки как на стадии входного контроля, так и при выпуске, чем исключается участок I на рис.1.1.;
- применение облегчённого режима работы ЭРЭ и компонентов (рекомендуемый 
). При таком снижении коэффициента нагрузки интенсивность отказов ЭРИ уменьшается в 5…10 раз;
- схемноконструктивные меры, обеспечивающие более широкую нечувствительность объекта к изменению параметров его комплектующих (см. раздел 3.1);
- резервирование.