¿Diseño para confiabilidad a largo plazo?

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Necesito diseñar una pequeña tabla que vaya a una gran infraestructura pública destinada a durar muchas décadas. Estoy buscando artículos y similares que brinden orientación sobre dicho diseño basado en investigación real .

Esta placa será mucho más grande por razones mecánicas que debe ser incluso para un circuito espacioso para lograr la función con partes discretas. Cosas como las huellas amplias es una obviedad.

El cliente desea minimizar el total de piezas y desea que pasen por el orificio. Veo el punto de minimizar partes, pero cuáles también son importantes, y es importante obtener reemplazos en el futuro. Esta función se puede implementar con un puñado de transistores discretos y resistencias, pero el cliente preferiría utilizar un único IC lógico en el paquete DIP. Él piensa que a través del agujero es más confiable, pero creo que recuerdo haber visto un estudio que dice lo contrario. Además, me preocupa la disponibilidad de un chip lógico DIP de 16 o 20 pines en 20-50 años. Pero, ¿son los transistores SOT-23 y las resistencias 0805 una mejor apuesta? Habrá algunos opto-aisladores. Me parece que los que inundarán todo lo demás en términos de confiabilidad y disponibilidad futura. Sí, ejecutaré los LED a una pequeña fracción de la clasificación para aumentar la vida.

Por lo tanto, estoy buscando información real y definitiva basada en investigación sobre diseño para confiabilidad a largo plazo. Esta es un área en la que es fácil pensar en el problema del 10%, pero pasar por alto el problema del 90% que hace que el problema del 10% sea irrelevante.

Añadido:

Estoy buscando respuestas basadas en la evidencia. Me gusta pensar que conozco bien la electrónica, y puedo encontrar varias razones que suenan razonables por las que un enfoque puede ser mejor que otro, y estoy seguro de que otros también pueden. Sin embargo, no confío en eso porque lo que suena es plausible y está basado en la física del sonido puede ser correcto, pero falta algún otro efecto más dominante. Me preocupa que aquí es donde las adivinanzas educadas pueden llevar a conclusiones significativamente erróneas. Por eso solicito respuestas basadas en evidencia, documentos de estudios reales, reglas en las que la NASA pueda insistir, etc.

Agregado 2:

Considera el entorno "industrial". No estoy seguro de que tan bien esté controlado el ambiente. Las tablas estarán protegidas de los elementos, pero posiblemente no tendrán aire acondicionado ni calefacción. No sé acerca de la vibración, probablemente no mucho.

Estas placas se instalarán en un gabinete que alberga otras partes del sistema eléctrico. Los técnicos de servicio pueden caminar hasta el gabinete cuando sea necesario. La dificultad de servicio no es el problema, pero el tiempo de inactividad sí lo es. Esto no es lo que está sucediendo, pero imagínese si una carretera interestatal se cerrara hasta que el sistema vuelva a funcionar. Por supuesto, ya hay redundancia, pero el fracaso es algo que realmente desea evitar.

    
pregunta Olin Lathrop

3 respuestas

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La NASA tiene mucho que decir sobre la fiabilidad a largo plazo de la electrónica. Aquí hay un ejemplo: > un ejemplo (las referencias están al final).

No puedo darle un buen enlace a todo lo relacionado (el sitio web de la NASA es bastante complicado), sin embargo, el 'dispositivo electrónico de fiabilidad a largo plazo de la nasa' de Google ofrece muchos enlaces a artículos sobre el tema.

    
respondido por el Oleg Mazurov
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Añadiré a esta respuesta lo que sé.

Para comenzar con "Creep Corosion", tienes una investigación aquí .

En realidad está relacionado con los entornos que contienen azufre. Vale la pena leerlo, si nada más es un tema interesante.

Hay muchos artículos relacionados con ROHS y bigotes de hojalata de la NASA, enlaces .

Otra cosa a considerar es el propio material FR4 y CAFing. Esto no es un estudio, pero ilustra el problema.

Sobre la confiabilidad de SMD, se realizó un estudio en 1993 y hay algunas cartas interesantes en el apéndice. Enlace .

Para los condensadores, diría que usar cerámica MLCC, aquí es una comparación entre el metal precioso -electrodo y electrodo de metal base. Se incluye una tabla con unidades probadas.

Para la cerámica, hay diseños de condensadores que tienen un "electrodo suave" y los que tienen más probabilidades de fallar en el "modo abierto". En general, desea obtener piezas que sean al menos calificadas para la automoción.

Según

Pruebe esto para obtener datos de confiabilidad . También para otros tipos de condensadores.

    
respondido por el iggy
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Mi respuesta no se basa en real research , sino en real application. Le recomiendo que use los componentes más confiables y cree un tablero con ellos. Determine su MTBF. Sobre la base de este MTBF, arme suficientes tablas para cubrir el tiempo total que se supone debe durar este diseño, y duplique ese número. Por ejemplo, si el MTBF es de 10 años, y el tiempo que se supone que dure el diseño es de 50 años, entonces necesita hacer 10 tableros. Para minimizar el tiempo de "inactividad", se puede activar automáticamente un conjunto de "interruptores" para desconectar la tarjeta defectuosa y conectar una tarjeta buena en su lugar. La placa defectuosa puede reemplazarse por una buena y estar preparada para la próxima falla de la placa. No tendrá que preocuparse por que las piezas de reparación no estén disponibles, ¡ya las tiene!

    
respondido por el Guill

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