基于故障物理的电子产品可靠性 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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徐明 著

图书标签:

• 电子产品可靠性
• 故障物理
• 可靠性工程
• 失效分析
• 电子封装
• 材料可靠性
• 加速寿命试验
• 应力分析
• 质量工程
• 可靠性设计

出版社： 航空工业出版社

ISBN：9787516503997

版次：1

商品编码：11758211

包装：平装

开本：16开

出版时间：2015-06-01

用纸：胶版纸

页数：174

字数：29200

正文语种：中文

内容简介

　　基于故障物理的可靠性技术作为一种新兴的可靠性工程技术，历经十余年的发展，基本形成了相应的技术体系，一些研究成果已经在工程中推广应用。《基于故障物理的电子产品可靠性》汇集了作者近年来在基于故障物理的可靠性基础理论、基础模型和工程技术等方面的研究成果和工程应用的经验总结。
　　全书共分7章，主要包括基于故障物理的可靠性技术概述、基于故障物理的可靠性理论与方法、可靠性设计技术、可靠性分析技术、可靠性试验技术、基于故障物理的可靠性技术的应用和基于故障物理的可靠性技术的发展前景。
　　《基于故障物理的电子产品可靠性》可作为电子产品的设计人员、可靠性工程专业技术人员的参考资料，同时对产品可靠性工作有关的管理人员也具有一定的参考价值。

目录

第1章 基于故障物理的可靠性技术概述
1.1 引言
1.2 电子产品故障的发生原理
1.3 电子产品基于故障物理的可靠性技术构架

第2章 基于故障物理的可靠性理论与方法
2.1 故障物理学
2.1.1 故障物理学发展历程
2.1.2 故障物理技术
2.1.3 故障物理学主要研究内容
2.2 应力损伤理论与应力损伤模型
2.2.1 机械应力故障
2.2.2 热应力故障
2.2.3 电子应力故障
2.2.4 化学应力故障
2.2.5 辐射应力故障
2.3 产品功能模型
2.3.1 电路设计信息收集
2.3.2 功能可靠性建模方法
2.3.3 系统模型集成
2.4 失效分析方法
2.4.1 失效分析技术概述
2.4.2 非破坏性失效分析方法
2.4.3 显微分析技术
2.4.4 破坏性失效分析方法
2.4.5 失效分析案例

第3章 可靠性设计技术
3.1 热设计
3.1.1 热设计的一般过程
3.1.2 热交换途径和热环境影响因素
3.1.3 常用的冷却方法及选择
3.1.4 元器件的热设计
3.1.5 元器件的布局与安装
3.1.6 印制电路板的热设计
3.1.7 机箱的热设计
3.1.8 其他形式温度应力的热设计
3.2 抗振动应力设计
3.2.1 振动设计原则
3.2.2 振动设计方法
3.2.3 振动环境适应性设计策略
3.3 静电放电设计
3.3.1 静电放电原理
3.3.2 静电放电失效类型
3.3.3 静电放电预防措施
3.4 防腐蚀设计
3.4.1 金属化学腐蚀和电化学腐蚀
3.4.2 军用飞机电子设备腐蚀的环境条件
3.4.3 电子设备腐蚀的控制与防护
3.5 抗辐射设计
3.5.1 基本概念
3.5.2 抗辐射加固过程
3.5.3 抗辐射加固考虑的因素

第4章 可靠性分析技术
4.1 产品损伤分析技术
4.1.1 概念
4.1.2 流程
4.1.3 主失效机理确定
4.1.4 应力分析
4.1.5 应力损伤分析
4.1.6 案例
4.2 产品故障分析技术
4.2.1 产品故障特点
4.2.2 产品故障分类
4.2.3 产品故障建模
4.2.4 产品故障影响分析

第5章 可靠性试验技术
5.1 基于故障物理的可靠性试验的概念和内涵
5.1.1 目的
5.1.2 基本内容
5.1.3 基本假设与前提条件
5.1.4 作用与意义
5.1.5 适用范围
5.2 基于故障物理的可靠性验证试验与传统可靠性试验的差异
5.2.1 故障认识的差异
5.2.2 试验原理的差异
5.2.3 试验方法的差异
5.2.4 试验对象的差异
5.2.5 指标体系的差异
5.2.6 评估方法的差异
5.3 产品可靠性模型验证与评价技术
5.3.1 产品热振电响应特性试验验证技术
5.3.2 产品应力损伤分析模型试验验证技术
5.3.3 产品可靠性模型评价技术

第6章 基于故障物理的可靠性技术的应用
6.1 基于故障物理的可靠性技术在产品设计分析工作中的应用
6.1.1 可靠性仿真分析
6.1.2 电路功能可靠性仿真分析
6.2 基于故障物理的可靠性技术在产品试验工作中的应用
6.2.1 可靠性强化试验
6.2.2 可靠性加速试验

第7章 基于故障物理的可靠性技术的发展前景
7.1 理论与方法的发展
7.2 可靠性基础模型数据的建设
7.2.1 应力损伤模型的发展
7.2.2 应力损伤模型图谱与后续研究方向
7.3 工程应用技术平台的开发
7.3.1 工程应用技术平台概述
7.3.2 发展趋势及关键技术
7.3.3 典型工程应用平台示例

参考文献

前言/序言

探寻物质深处的秘密：材料的演化、衰减与生命力的科学 这是一本关于物质生命力的探索之旅，它并非聚焦于某个特定领域的科技产品，而是深入探究构成我们世界万物的基本单元——材料——在时间长河中的演化、衰减与顽强生命力的科学。本书旨在揭示物质世界内在的规律，从微观的原子层面到宏观的结构变化，阐释材料如何经历诞生、成长、衰老直至最终走向衰败的过程，并在此过程中展现出令人惊叹的韧性与适应性。 第一篇：物质的起源与结构之舞 我们将从物质最根本的构成开始，追溯其起源的奥秘。宇宙初生时，基本粒子如何碰撞、融合，最终凝聚成元素？这些元素又如何通过化学键的奇妙连接，构建出千变万化的原子结构？本书将以生动形象的语言，描绘原子核的稳定与不稳定性，电子云的量子态，以及它们如何支配材料的化学性质和物理特性。 原子世界的序曲： 了解原子核的构成，质子、中子的相互作用，以及它们如何决定元素的种类。我们将探索放射性衰变这一自然界中最直接的“时间之痕”，理解同位素的转化过程，以及衰变能如何影响周围环境。 化学键的编织： 深入浅出地解析离子键、共价键、金属键以及范德华力等不同类型的化学键。理解这些键的形成机制，如何使原子紧密结合，形成稳定而有序的晶体结构，或是无序而充满活力的非晶态物质。我们将重点关注电子在化学键中的角色，它们如何如同看不见的桥梁，连接起构成物质的基石。 结构决定命运： 探索材料的微观结构，从晶格的排列方式（面心立方、体心立方、六方密堆积等）到晶粒的尺寸和形态。理解不同晶体结构对材料强度、延展性、导电性、导热性等宏观性能的决定性影响。我们将讨论缺陷，如空位、间隙原子、位错等，它们是如何在材料内部悄然存在，却对材料的性能产生深远影响。这些“不完美”恰恰是物质生命力与可塑性的重要来源。 宏观形态的塑造： 从微观结构延伸至宏观形貌，探讨材料如何通过结晶、凝固、沉淀等过程形成我们所见的固体、液体和气体。理解材料的表面性质，如表面能、表面张力，以及它们在材料相互作用和形态演变中的作用。我们将审视材料的相变，例如固态到液态的熔化，液态到气态的汽化，以及更复杂的固-固相变，这些都是物质形态变化的根本驱动力。 第二篇：时间的刻痕——材料的衰减与演化 时间是物质最无情的雕刻家，也是最伟大的催化剂。本书将详细解析材料在不同环境条件下，随着时间的推移所发生的各种形式的衰减与演化。这些过程并非简单的“损坏”，而是一种物质在与环境互动中不断调整自身状态的动态过程，其中蕴含着深刻的科学道理。 化学腐蚀的无形之手： 探讨金属的氧化、腐蚀，高分子材料的降解，以及陶瓷的侵蚀。我们将深入研究腐蚀的电化学机理，氧化还原反应在金属表面如何悄无声息地进行，金属与酸、碱、盐的反应如何加速其衰败。对于高分子材料，我们将关注紫外线辐射、热、氧气、水分等因素如何破坏其长链结构，导致变脆、变色、强度下降。 机械应力的累积效应： 理解材料在持续的、反复的或冲击性的机械载荷下如何发生疲劳、蠕变和断裂。我们将解析裂纹的萌生与扩展机制，应力集中在高分子链或晶界上的效应，以及材料在高温或低温环境下机械性能的改变。本书将强调，即便是看似微小的应力，在长时间的累积下也能引发灾难性的结构破坏。 热与温度的烘烤与冷却： 审视高温对材料性能的影响，如热膨胀、热应力、相变温度、以及高温下的氧化和挥发。同时，我们也关注低温带来的脆性转变，如低温下的韧脆转变温度（NDTT）以及其对材料韧性的影响。我们将探讨热循环如何加速材料的劣化，以及不同材料在热冲击下的不同反应。 环境因素的侵蚀： 详细分析湿度、空气污染物（如SO2、NOx）、盐雾、微生物等环境因素对材料造成的复合损伤。理解这些外部因素如何协同作用，加速材料的化学侵蚀和物理破坏。例如，潮湿环境可能加速金属的电化学腐蚀，而微生物活动则可能降解某些有机材料。 辐射的隐形攻击： 探讨电离辐射（如X射线、伽马射线、中子流）对材料微观结构和宏观性能的影响。理解辐射引起的原子移位、离子化、化学键断裂等过程，以及这些变化如何导致材料的性能退化，如辐照脆化、尺寸变化等。 第三篇：生命的韧性——材料的抵抗与自愈 尽管面临着各种形式的衰减，物质世界并非完全被动地接受时间的洗礼。许多材料展现出惊人的抵抗力、自适应能力，甚至在一定程度上具有“自愈”的潜能。本篇将聚焦于这些赋予物质生命力的内在机制。 内在的防御机制： 探讨材料自身的结构设计如何抵抗外部损伤。例如，某些合金的“自愈合”特性，通过原子扩散填补微小裂纹；高分子材料中引入的特殊链段，使其在受损后能够重新交联。我们将审视材料的韧性设计，通过改变晶粒尺寸、引入第二相颗粒、设计梯度结构等方式，提高材料抵抗裂纹扩展的能力。 环境的适应性演化： 分析材料在长期服役过程中，如何与其所处的环境发生相互作用，形成保护性表面层。例如，不锈钢表面形成的钝化膜，有效阻止了进一步的腐蚀；陶瓷材料在高温氧化环境中形成的致密氧化层，起到了隔绝作用。这些是被动适应，但却至关重要。 激活的自愈合技术： 介绍近年来材料科学领域的前沿进展，特别是“自愈合材料”的研究。我们将探讨微胶囊自愈合技术，其中包含的修复剂在材料裂纹萌生时释放并填充裂纹；以及“本征自愈合”材料，其自身分子结构具备在受损后重新连接的能力。理解这些技术的原理，以及它们在延长材料使用寿命、提高系统可靠性方面的巨大潜力。 多尺度协同作用： 强调材料的抵抗与自愈往往是多尺度、多物理场协同作用的结果。微观结构的稳定与宏观形貌的完整相互依存，化学反应的速率与扩散的程度相互影响。我们将通过案例分析，展示如何通过精妙的设计，让材料在面对严酷挑战时，能够展现出超乎寻常的坚韧与持久。 本书不仅是知识的汇聚，更是一场思维的启发。它将带领读者超越对具体产品的关注，深入到构成万物的物质本身，理解其内在的生命律动。通过对物质起源、衰减与生命力的科学探索，我们不仅能更好地理解现有材料的局限性，更能为未来材料的设计与应用提供深刻的启示，赋予物质世界更长的“生命”。

评分☆☆☆☆☆

我是一名刚入行不久的硬件工程师，在工作中经常会遇到产品可靠性方面的问题，但总觉得有些“治标不治本”。偶然间了解到《基于故障物理的电子产品可靠性》这本书，抱着试试看的心态入手了。读完后，我发现这本书简直是为我量身定做的！它并没有直接教我如何去“修”产品，而是从更底层的“故障物理”入手，引导我思考产品为什么会坏。书中对各种失效模式的解释非常详尽，比如焊点的疲劳失效，作者不仅描述了疲劳裂纹的产生和扩展过程，还引用了许多经典的疲劳寿命预测模型，并给出了如何在实际设计中考虑这些因素的建议。让我印象深刻的是，书中关于热失效的章节，它详细解释了热应力是如何产生的，以及如何通过热设计来减缓这些应力，从而提高器件的可靠性。作者还非常注重实际应用，书中穿插了大量的案例研究，这些案例涵盖了从集成电路到电源模块，再到连接器等各种电子元器件。通过这些案例，我不仅学到了理论知识，更重要的是掌握了如何将这些知识应用到实际产品设计和失效分析中。这本书让我深刻体会到，真正的可靠性设计，是基于对物理现象的深刻理解，而不是简单的参数堆砌。

评分☆☆☆☆☆

这本书我之前听说过，但一直没机会拜读。这次拿到手，迫不及待地翻开，发现内容果然名不虚传。首先，作者在开篇就非常清晰地阐述了“基于故障物理”这一核心理念的重要性。他没有停留在表面描述产品失效的现象，而是深入剖析了导致这些失效的根本原因，例如材料的微观结构变化、电化学腐蚀的机理、机械应力引起的疲劳裂纹扩展等等。这让我意识到，理解了这些“为什么”，才能真正地“为什么不”。书中列举了大量的实际案例，从微电子器件到大型工业设备，故障的成因都被细致地描绘出来。我特别喜欢作者在分析时，会引入相关的物理模型和数学公式，但又不像纯理论书籍那样枯燥，而是将这些工具与实际问题紧密结合，让读者能够理解如何运用这些科学工具去预测和评估可靠性。例如，在讲解半导体器件的迁移失效时，作者不仅介绍了迁移的物理过程，还给出了计算迁移率的公式，并用图表展示了不同温度和电流密度下的迁移风险。这种由浅入深、由理论到实践的讲解方式，极大地提升了我的学习兴趣和理解深度。总而言之，这本书为我打开了认识产品可靠性的一扇新窗户，让我对如何提高产品的寿命和稳定性有了更系统、更科学的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的独特之处在于，它将可靠性工程从一个相对“经验主义”的领域，提升到了一个更加“科学化”和“工程化”的层面。我之前接触到的很多关于可靠性方面的资料，大多集中在统计模型和寿命预测，但这本书却强调了“故障物理”的重要性。作者并没有回避复杂的技术细节，而是用一种非常清晰、系统的方式，将各种电子元器件可能发生的物理失效过程，如空洞形成、腐蚀、热应力引起的形变、电迁移等，逐一进行剖析。他会告诉你，一个焊点为什么会开裂，不是因为“运气不好”，而是因为在反复的温度变化下，金属材料产生了累积的塑性变形，最终导致裂纹的扩展。再比如，一个电子元器件为什么会漏电，可能是因为在制造过程中引入了微小的缺陷，这些缺陷在电场的作用下，会逐渐形成导电通路。书中用大量的图示和示意图，将这些肉眼无法看到的微观变化形象地展现出来，让读者能够直观地理解失效的根源。这种对“为什么”的深入追溯，极大地改变了我过去对可靠性的一些认知。我开始意识到，在设计阶段，我们需要从材料选择、工艺控制、结构设计等多个环节，去主动规避这些可能发生的物理失效。

评分☆☆☆☆☆

我是一名从事嵌入式系统开发的工程师，在产品生命周期中，可靠性一直是我非常重视的一环。然而，在实际工作中，我常常发现，即便我们遵循了各种设计规范，产品依然可能出现意想不到的故障。《基于故障物理的电子产品可靠性》这本书，为我提供了一个全新的视角来审视这个问题。它不仅仅是简单地列举了电子元器件可能出现的各种故障，更重要的是，它深入探讨了这些故障背后的物理机制。作者会详细解释，例如，为什么在高温高湿的环境下，金属材料容易发生电化学腐蚀，而腐蚀又会如何影响导电性，最终导致短路或开路。或者，为什么在频繁的开关操作下，某些连接器的触点会因为机械磨损而接触不良。书中用大量生动形象的比喻和详实的图表，将这些抽象的物理过程具象化，让即使非物理专业背景的读者也能轻松理解。更让我感到受益匪浅的是，这本书并非止步于理论，而是非常注重将这些故障物理的知识转化为实际的设计指导。它会告诉你，在选择元器件时，应该关注哪些关键参数，在PCB布局时，应该避免哪些潜在的应力集中点，在进行产品测试时，应该如何设计更具针对性的加速寿命试验。这本书，真正地让我明白了，要做出可靠的产品，就必须从根本上理解并控制那些可能导致它失效的物理根源。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深的电子产品可靠性研究者，我一直关注着行业内最新的技术动态和理论发展。《基于故障物理的电子产品可靠性》这本书的出现，无疑是为整个领域注入了一股新的活力。我非常欣赏作者在理论深度和实践应用之间的巧妙平衡。书中对于许多经典的失效机制，如隧道效应、漏电、击穿等，都进行了深入的微观机理解释，并结合了最新的研究成果。例如，在讲解氧化层击穿时，作者不仅仅是给出了击穿电压的定义，更是深入分析了电场增强、缺陷激活、载流子注入等一系列复杂的物理过程，并引用了相关的量子力学模型。这对于我这种需要进行前沿研究的人来说，无疑提供了宝贵的理论基础和研究思路。同时，书中也提供了大量关于如何利用这些物理理解来指导产品设计和测试的方法。我尤其对书中关于加速寿命试验设计的部分印象深刻，作者并没有简单罗列各种加速因子，而是详细阐述了不同加速因子背后的物理机理，以及如何根据这些机理来选择和优化试验条件。这使得试验结果的推断更加科学、准确。总的来说，这本书不仅是一本可靠性工程师的案头宝典，更是可靠性领域研究人员进行理论创新和技术突破的有力支撑。

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内容还行

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工程上的东西，有参考价值

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