可靠性電子產品熱設計知識 附電子設備可靠性熱設計指南徐維新下載
熱設計是隨著通訊和信息技術產業的發展而出現的一個較新的行業，且越來越被重視。隨著通訊和信息產品性能的不斷提升和人們對于通訊和信息設備便攜化和微型化要求的不斷提升，信息設備的功耗不斷上升，而體積趨于減小，高熱流密度散熱需求越來越迫切 。
熱設計是采用適當可靠的方法控制產品內部所有電子元器件的溫度，使其在所處的工作環境條件下不超過穩定運行要求的最高溫度，以保證產品正常運行的安全性，長期運行的可靠性 。此外，低溫環境下控制加熱量而使設備啟動也是熱可靠性的重要內容。
一、電子產品熱設計的目的
二、電子產品散熱系統簡介
熱傳遞的三種基本方式是傳導、對流和輻射，對應的散熱方式為：傳導散熱、對流散熱和輻射散熱。
典型的散熱系統介紹如下：
三、電子產品熱設計的基本問題及要求
對電子產品進行熱設計，需要事先明確幾個問題。
（1）電子產品（包括發熱元器件）的熱特性
熱設計的基本依據是元器件的熱特性（也叫熱的邊界條件），包括元器件（或產品）的發熱功率、發熱元器件（或產品）的散熱面積，發熱元器件或熱敏元器件（或產品）的最高允許工作溫度及溫度環境等。這些數據參數一般由元器件數據手冊（制造廠家提供）給出，設計師借此確定散熱方案及冷卻介質流量。當這種數據資料不足時，原則上不能準確地進行熱設計，需要設計者通過測量和試驗確定各個參數，以保證設計的準確性。
（2）元器件（或產品）的環境溫度
熱傳導的原則是：熱量總是從高溫物體傳給低溫物體，熱傳遞的速度與溫差、傳輸方式（或介質）有關。相同的傳輸方式下，溫差越大熱量傳遞越快。可見，電子產品（包括發熱元器件）的最終溫度除了與元器件的熱特性有關外，還與所處的環境溫度密切相關。因此，進行熱設計前必須準確了解電子產品（或元器件）所處工作環境的溫度。
實際工作中，通常根據元器件（或產品）的工作環境溫度及元器件（或產品）的最高允許溫度確定散熱系統中冷卻劑的進出口溫度（溫差值），并將此作為熱設計初步估算時的參考數據。
熱設計的原則是把產品的溫度限制在某一最大和最小的范圍內，盡量使電子產品內各點之間的溫差最小，具體要求包括：
① 保證系統具有良好的冷卻功能。
根據產品的熱損耗值、用途及溫升等要求來確定冷卻方法。在熱回路中元器件的發熱表面到連接物之間的熱阻（熱量傳遞過程的阻力）應盡量小；不同元器件間應采用不同的散熱措施，目的是保證電子產品內的所有元器件均能在規定的熱環境中正常工作。
② 保證冷卻系統工作的可靠性。
不管環境如何變化，冷卻系統必須能以重復的和預定的方式完成所規定的功能。在規定的使用期限內，冷卻系統的故障率應比元器件的故障率低。
③ 冷卻系統要具有良好的適應性。
設計冷卻系統時，應留有散熱余量。因為有的產品在工作一段時間后，由于某些因素的變化，如熱耗散或流體流動阻力的增加，會要求增強散熱能力，如果沒有余量則需進行重新設計，會帶來不必要的麻煩和成本增加。
④ 冷卻系統的設計要有良好的經濟性。
設計一個良好的冷卻系統，必須綜合考慮各方面的因素，使其既能滿足冷卻要求，又能達到電氣性能的指標，同時所用的冷卻代價最小、結構緊湊、工作可靠。
⑤ 冷卻系統要有良好的可維修性。
冷卻系統的設計應力求簡單，盡可能使用最少的和通用的元器件，以便于維修和更換。
四、電子產品熱設計原則
熱設計的基本原則是可制造性、可維修性、經濟性。即以最簡化的設計、最低的成本滿足產品的使用要求。
根據經驗，熱設計一般應遵循以下設計原則：
① 熱流密度超過 0．08W／cm2、體積功率密度超過 0．18W／cm3 時，應采用強迫空氣冷卻、強迫液體冷卻、蒸發冷卻、熱管或其他冷卻方法。
② 若電子元器件之間的空間有利于空氣流動或可以安裝散熱器，推薦采用強迫空氣冷卻系統。
③ 對于必須在高溫環境條件下工作，元器件與被冷卻表面之間的溫度梯度又很小的部件或體積功耗密度很高的元器件或設備，推薦使用液冷式散熱系統。
④ 一般情況下，設計時應使一切外露部分（包括機箱）工作在 35℃環境溫度以下，且它們的溫度不得超過 60℃，面板和控制器不應超過 43℃。
⑤ 熱設計應與電氣設計、結構設計、可靠性設計等同時進行，當出現矛盾時，應平衡分析，折中解決。但不得損害電氣性能，并要符合可靠性要求，以使設備的壽命周期費用降至最低。
⑥ 設計冷卻系統時，必須考慮經濟性、體積及質量等因素，應最大限度地利用傳導、輻射、對流等基本冷卻方式，避免外加冷卻裝置。
⑦ 設計冷卻系統時，必須考慮到可維修性，要從整個系統的角度出發選擇熱交換器、冷卻劑及管道，同時冷卻劑不能對交換器和管道有腐蝕作用。
⑧ 在溫度敏感的元器件或設備周圍應設置溫度監控裝置，以便當其周圍溫度超出該元器件允許工作溫度范圍時提供報警或自行斷電，以保護設備安全（需要長期連續運行的電子設備不適用）。
⑨ 熱設計中允許有較大的誤差，設計過程的早期應對冷卻系統進行數值分析和計算。
五、自然冷卻系統設計
1．設計要求
自然冷卻是大多數小型電子元器件（或產品）最常采用的散熱方式。設計時一般應遵循以下要求：
① 應盡可能縮短傳熱路徑，增大換熱或導熱面積。
② 應盡可能將組件內產生的熱量通過組件機箱或安裝架散出去。
③ 應盡量采用散熱熱阻小的導軌，增大機箱表面的黑度，增大輻射換熱。
④ 元器件的安裝方向和安裝方式，應能保證能最大限度利用對流方式傳遞熱量。
⑤ 元器件的安裝方式，應充分考慮到周圍元器件的熱輻射影響，以保證元器件的溫度都不超過其最大工作溫度。
⑥ 對靠近熱源的熱敏感元器件應采用熱隔離措施。
⑦ 對于功率小于 100mW 的中小功率集成電路及小功率晶體管，一般可不增加其他散熱措施。
2．設計方法
（1）機殼的散熱設計
機殼的散熱設計中，可采用在機殼表面涂覆散熱性能好的涂料，或在外殼開設通風口的方式。其中散熱涂料的方式散熱效果更好，但應注意需涂覆在內外表面，以增強散熱效果；通風結構的設計以便于空氣對流為原則，兩側通風孔的設計應注意防止氣流短路影響散熱效果；通風孔的位置應對準主要發熱元器件，以使冷空氣能夠直接冷卻元器件；通風孔進出口應設在溫差最大的兩處，并且進風口的位置應盡量低、出風口的位置盡量高。
（2）變壓器散熱設計
如果不帶外罩則鐵芯與支架間的固定平面應仔細加工，以便形成良好的熱接觸，或在固定面上用支架墊高，并在底板上開通風孔，使氣流形成對流。
（3）真空元器件設計
相對位置不宜過近，不宜過于靠近機殼側壁，其他元器件離真空元器件不要太近，以免影響自然對流換熱。可在管座周圍的底板上打孔，以加快氣流循環，改善散熱效果。
3．設計案例
圖1 自然散熱系統設計實例
六、強迫風冷散熱系統設計
1．設計要求
強迫風冷散熱系統廣泛應用于體積小、功率大的電子產品中。設計時一般應遵循以下要求：
① 應合理控制氣流方向和流量，使其按照預定的路徑通行，應保證所有元器件均在低于額定溫度的環境下工作。
② 進行元器件排布時，應按元器件發熱量順序排列，耐溫性能低的元器件排列在冷空氣的最上游（靠近進風口），其次是發熱量小的元器件，最后是發熱量大的元器件。
③ 對于發熱量大且耐溫性差的元器件，應盡量使其暴露在冷氣流中。
④ 對于導熱性好、體積較大的變壓器、電感類元器件，可通過傳導方式將熱量傳到附近有冷空氣流過的底板上。
⑤ 發熱量大的元器件應盡量集中排布，并與其他元器件熱絕緣，以便進行單獨的集中通風冷卻。
⑥ 元器件的排列應盡量減小對冷空氣的傳送阻力，盡量不要在風道上安裝大型元器件，以避免造成阻塞。
2．設計方法
強制風冷系統的設計包括通風管道的設計、通風口的設計及通風機的選用。
（1）通風管道的設計
① 在保證氣流不短路的情況下，通風道應盡量短，以降低風道的阻力損失。
② 應盡可能用直管，以便于加工并減小風阻。當不得不采用彎曲管道時，應盡量采用局部阻力小的結構，并且盡量在風速最小處彎折。
③ 應合理選擇管道的截面尺寸和出口形狀，風道的截面尺寸應盡可能與風機的出口匹配，以避免增大風阻。
④ 大功率元器件的送風管截面形狀應根據元器件的形狀而定，以增強散熱效果。
（2）通風口的設計
① 通風口的開設應有利于形成有效的自然對流通道。
② 進風口應盡可能對準發熱元器件，出風口應盡可能遠離進風口。
③ 通風口應開在溫差較大的相應位置，且進風口應盡可能低，出風口盡可能高，以防止氣流短路。
（3）通風機的選用
① 應根據電子產品通風冷卻系統所需的風量、風壓、鄰近空間大小選擇通風機類型。
② 對于要求風量大、風壓低的應用系統，優選軸流式通風機，反之則優選離心式通風機。
③ 對于空用電子產品，為確保冷空氣的輸送量，應采用可變速的通風機以適應不同海拔工作的需要。
3．設計案例
圖2某大功率電源產品的強制風冷散熱系統設計
七、液冷式冷板散熱系統設計
液冷式冷板散熱系統適用于較高的環境溫度下或高密度熱源下工作的情況。設計時一般應遵循以下要求：
① 優選水作為冷卻劑，設計時應保證冷卻劑能自由膨脹，且機箱必須能承受冷卻劑的最大蒸汽壓力。
② 要確保冷卻劑不會在最高的工作溫度下沸騰（如有必要，應安裝溫度控制元器件），還應確保冷卻劑不會在最低溫度下結冰。
③ 直接液體冷卻適用于體積及功率密度很高的元器件或設備，也適用于必須在高溫環境條件下工作且元器件與被冷卻表面之間溫度梯度很小的部件。
圖3 某液冷式冷板散熱系統的結構設計
八、其他冷卻系統設計介紹
1．半導體制冷系統
半導體制冷又叫溫差電制冷，是建立在帕爾貼效應基礎上的一種制冷方法。其原理是：當對兩種不同導體組成的電偶對通電流時，在電偶的相應接頭處會發生吸熱和放熱現象。這一現象在半導體中表現得更為突出，因此可利用這一原理進行可控溫度調節。
半導體制冷系統的優點是：制冷量和冷卻速度可以通過改變電流的大小而調節，不需要制冷劑，無機械部件，設計簡單、維修方便，可靠性高。
設計半導體制冷系統時，應注意熱面溫度不應高于 60℃（必要時在熱面加裝強制液冷等高效散熱措施），以避免帕爾貼的損壞，同時，冷面的工作溫度應控制在 20℃以上，以避免結露。
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圖4 帕爾貼實物圖及其應用系統
2．熱管制冷系統
熱管一般由管殼、吸液芯和端蓋構成。它利用蒸發制冷的原理，增大熱管兩端的溫差，以加快熱量的傳遞。
熱管制冷方式的優點是：具有很強的導熱能力、優良的穩定性和可調節熱流密度等特點，是一種適應性很強的散熱系統。其缺點是設計相對復雜。
圖5 熱管散熱系統的結構設計
附：198項可靠性設計經驗分享
二、198項可靠性設計經驗
1、在確定設備整體方案時，除了考慮技術性、經濟性、體積、重量、耗電等外，可靠性是首先要考慮的重要因素。在滿足體積、重量及耗電等于數條件下，必須確立以可靠性、技術先進性及經濟性為準則的最佳構成整體方案。
2、在方案論證時，一定要進行可靠性論證。
3、在確定產品技術指標的同時，應根據需要和實現可能確定可靠性指標與維修性指標。
4、對已投入使用的相同（或相似）的產品，考察其現場可靠性指標，維修性指標及對這兩種對標的影響因素，以確定提高當前研制產可靠性的有效措施。
5、應對可靠性指標和維修性指標進行合理分配，明確分系統（或分機）、部件、以至元器件的的可靠性指標。
6、根據設備的設計文件，建立可靠性框圖和數學模型，進行可靠性預計。隨著研制工作深入地進行，預計分配應反復進行多次，以保持其有效性。
7、提出整機的元器件限用要求及選用準則，擬訂元器件優選手冊（或清單）。
8、在滿足技術性要求的情況下，盡量簡化方案及電路設計和結構設計 ，減少整機元器件數量及機械結構零件。
9、在確定方案前，應對設備將投入使用的環境進行詳細的現場調查 ，并對其進行分析，確定影響設備可靠性最重要的環境及應力，以作為采取防護設計和環境隔離設計的依據。
10、盡量實施系列化設計。在原有的成熟產品上逐步擴展，抅成系列，在一個型號上不能采用過多的新技術。采用新技術要考慮繼承性。
11、盡量實施統一化設計。凡有可能均應用通用零件，保證全部相同的可移動模塊、組件和零件都能互換。
12、盡量實施集成化設計。在設計中，盡量采用固體組件，使分立元器件減少到最小程度。其優選序列為：大規模集成電路-中規模集成電路-小規模集成電路-分立元器件
13 盡量不用不成熟的新技術。如必須使用時應對其可行性及可靠性進行充分論證，并進行各種嚴格試驗。
14、盡量減少元器件規格品種，增加元器件的復用率，使元器件品種規格與數量比減少到最小程度。
15、在設備設計上，應盡量采用數字電路取代線性電路，因為數字電路具有標準化程度高、穩定性好、漂移小、通用性強及接口參數易匹配等優點。
16、根據經濟性及重量、體積、耗電約束要求，確定設備降額程度，使其降額比盡量減小，便不要因選擇過于保守的組件和零件導致體積和重量過于龐大。
17、在確定方案時，應根據體積、重量、經濟性與可靠性及維修性確定設備的冗余設計，盡量采用功能冗余。
18、設計設備時，必須符合實際要求，無論在電氣上或是結構上，提出局部過高的性能要求，必將導致可靠性下降。
19、不要設計比技術規范要求更高的輸出功率或靈敏度的線路，但是也必須在最壞的條件下使用而留有余地。
20、在設計初始階段就要考慮小型化和超小型化設計，但以不妨礙設備的可靠性與維修性為原則。
21、對于電氣和結構設計使用公差需考慮設備在壽命期內出現的漸變和磨損，并保證能正常使用。
22、加大電路使用狀態的公差安全系數，以消除臨界電路。
23、如果有容易獲得而行之有效的普通工藝能夠解決問題，就不必要過于追求新工藝。因為最新的不一定是最好的，并且最新的花樣沒有經過時間的考驗；應以費用、體積、重量、研制進度等方面權衡選用，只有為了滿足特定的要求時才宜采用。
24、為了盡量降低對電源的要求和內部溫升，應盡量降低電壓和電流。這樣可把功率損降低到最低限度，避免高功耗電路，但不應犧牲穩定性或技術性能。
25、應對設備電路進行FMEA及FTA分析，尋找薄弱環節，采取有效的糾正措施。
26、在設備研制的早期階段應進行可靠性研制試驗。在設計定型后大批投產前應進行可靠性增長試驗，以提高設備的固有可靠性和任務可靠性。
27、對設備和電路應進行潛在通路分析、找出潛在通路、繪圖錯誤及設計問題。避免出現不需要功能和需要受到抑制。
28、對穩定性要求高的部件、電路，必須通過容差分析進行參數漂移設計，減少電路在元器件允許容差范圍內失效。
29、正確選擇電路的工作狀態，減少溫度和使用環境變化對電子元器件和機械零件特性值穩定性的影響。
30、注意分析電路在暫態過程中引起的瞬時過載，加強暫態保護電路設計，防止元器件的瞬時過載造成的失效。
31、主要的信號線、電纜要選用高可靠連接。必要時對繼電器、開關、接插件等可采用冗余技術，如采取并聯接或將多余接點全部利用等。
32、在設計時，對關鍵元器件、機械零件已知的缺點應給予補償和采取特殊措施。
33、分機、電路必須進行電磁兼容性設計，解決設備與外界環境的兼容，減少來自外界的天電干擾或其它電氣設備的干擾解決產品內部各級電路間的兼容。克服設備內部、各分板及各級之間由于器件安裝不合理、連線不正確而產生的輻射干擾和傳導干擾。
34、采用故障--安全裝置。盡量避免由于部件故障而引起的不安全狀態，或使得一系列其他部件也發生故障甚至引起整個設備發生故障。
35、在設計時應選用其主要故障模式對電路輸出具有最小影響的部件及元器件。
36、在設計電路及結構設計時和選用元器件時，應盡量降低環境影響的靈敏性，以保證在最壞環境下的可靠性。
37、選擇接觸良好的繼電器和開關，要考慮截斷峰值電流，通過最小電流，以及最大可接受的接觸阻抗。
38、在電路設計中應盡量選用無源器件，將有源器件減少到最小程度。
39、如果可變電阻器有一端未與線路相接，應將滑臂接上，以防止開路。應確保調至最小電阻時，電阻器和額定功率仍然適用。
40、使用具有適當額定電流的單個連接插頭，避免將電流分布到較低額定電流的插頭上。
41、調整電子管燈絲電流以減低初始浪涌，減小故障率。
42、避免使用電壓調整要求高的電路，在電壓變化范圍較大的情況下仍能穩定工作。
43、在關鍵性觀察點應配備兩套或更多的并聯照明光源。
44、采用必要措施避免采取某些故障模式導致設備重復失效。
45、選擇最簡單、最有效的冷卻方法，以消除全部發熱量的百分之八十。
46、考慮經濟性、體積及重量等，應最大限度地利用傳導、輻射、對流等基本冷卻方式，避免外加冷卻設施。
47、冷卻方法優選順序為：自然冷卻→強制風冷→液體冷卻→蒸發冷卻。
48、采用高效能零件（例如：采用半導體器件而不用電子管）和電路。
49、盡量保持熱環境近似恒定，以減輕因熱循環與熱沖撞而引起的突然熱應力對設備的影響。
50、必須假定所設計的設備會靠近比環境溫度更高的其它設備。
51、在設計的初期階段，應預先研究哪些部件可能產生電磁干擾和易受電磁干擾，以便采取措施，確定要使用哪些抗電磁干擾的方法。
52、設備內測試電路應作為電磁兼容性設計的一部分來考慮；如果事后才加上去就可能破壞原先的電磁兼容性設計。
53、在設計上要保證設備同其他設備滿意地共同工作。
54、盡量壓縮設備工作頻率帶寬，以抑制干擾的輸入。
55、在設備中，盡量控制脈沖波形前沿上升速度和寬闊，以減少干擾的高頻分量，（在滿足電氣性能的情況下）。
56、盡量減少電弧放電，為此盡量不用觸點閉合器件。
57、在設備電路中設置各種濾波器以減少各種干擾。
58、保險絲和線路等過載保護器件應該適于使用（最好就在前面板上）。除非為了安全上的需要，應不要求使用特殊工具。
59、如果要求電路在過載時也要工作，在主要的部件上應安裝過載指示器。
60、在前面板上應安裝指示器，以指示保險絲或線路截斷器已經將某一電路斷開。保險絲板上應標出每一保險絲的額定值，并標出保險絲保護的范圍。
61、對所使用的每一類型保險絲都要有一個備用件，并保證備用件不少于總數的10%。
62、選擇線路截斷器，應能人工操縱至斷開或接通位置。
63、使用自動斷路截斷器，除非使用時要求自動斷路機構應急過載（不斷路）。
64、必須記住，最有效的電磁干擾控制技術，應在設計部件和系統的最初階段加以采用。
65、對設備中失效率較高及重要的分機、電路及元器件要采取特別降額措施。
66、集成電路對結溫和輸出負載進行降額應用。
67、晶體三極管除結溫外，對其集電極電流及任何電壓予以降額應用。
68、晶體二極管除結溫外，對其正向電流及峰值反向電壓予以降額應用。
69、電阻器除外加功率進行降額應用外，在應用中要低于極限電壓及極限應用溫度。
70、電容器除外加電壓進行降額應用外，在應用中要注意頻率范圍及溫度極限。
71、線圈、扼流圈除工作電源進行降額應用外，對其電壓也要進行降額。
72、變壓器除工作電流，電壓進行降額應用外，對其溫升按絕緣等級作出規定。
73、繼電器的接點電流按接負載的降額應用外，對其溫度按絕緣等級作出規定。
74、接插件除了電流進行降額應用外，對其電壓也要進行降額，根據觸點間隙大小、直流及交流要求不同而進行適當降額。
75、對于電纜、導線除了對電流進行降額應用外（銅線每平方毫米截面流過電流不得超過7安培），要注意電纜電壓，對于多芯電纜更要注意其電壓降額。
76、電子管應對板耗功率和總柵耗功率進行降額應用。
77、對于開關器件除對開關功率降額外，對接點電流也要進行進行降額應用。
78、對于電動機應考慮軸承負載降額和繞阻功率降額。
79、結構件降額一般指增加負載系數和安全余量，但也不能增加過大，否則造成設備體積、重量、經費的增加。
80、對電子元器件降額系數應隨溫度的增加而進一步降低。
81、對于電子管燈絲電壓和繼電器的線包電流不能降額，而應保持在額定值左右（100±5%）；否則會降低電子管壽命和影響繼電器的可靠吸合。
82、電阻器降低到10%以下對可靠性提高已經沒有效果。
83、對電容器降額應注意，對某些電容器降額水平太大，常引起低電平失效，交流應用要比直流應用降額幅度要大，隨著頻率增加降額幅度要隨之增加。
84、對于磁控管降額的使用，如果陽極電流不加到規定值，降低燈絲電壓使用，不僅不能提高可靠性，恰恰相反，正是犧牲了可靠性。
85、為了保證設備的穩定性，電路設計時，要有一定功率裕量，通常應有20-30%的裕量，重要地方可用50-100%的裕量，要求穩定性、可靠性越高的地方，裕量越大。
86、要仔細設計電路的工作點，避免工作點處于臨界狀態。
87、在設計電路時，應對那些隨溫度變化其參數也處之變化的元器件進行溫度補償，以使電路穩定。
88、電子元器件往往隨環境條件變化而變化，對此，應對設備和電路采取環境控制和隔離。
89、正確選用那些電參數穩定的元器件，避免設備和電路產生飄逸失效。
90、進行傳動部件強度和剛度裕度設計，要保證在惡劣環境條件下與其他電子部件同時進入“浴盆效應”的磨損期。
91、對摩擦位置以及機械關節進行密封設計。
92、選擇耐磨損和抗振疲勞的材料。
93、采取抗磨損性能的特殊工藝。
94、電子設備的元器件，機械零件存在著貯存失效，在設計上應有減少這種失效措施，同時采取正確存儲方法。
95、電路設計應容許電子元器件和機械零件有最大的公差范圍。
96、電路設計應把需要調整的元器件（如：半可變電容器、電位器、可變電感器及電阻器等）減少到最小程度。
97、要盡量選用有足夠溫度要求和溫度系數小的電容器。
98、當電源電壓和負荷在通常可能出現極限變化的情況下，電路仍能正常工作。
99、用任意選擇的電子元器件電路仍能正常工作。
100、電路和設備應能在過載、過熱和電壓突變的情況下，仍能安全工作。
101、設計設備和電路時，應盡量放寬對輸入及輸出信號臨界值的要求。
102、電路應在半導體器件手冊上規定的β值范圍內正常工作。
103、努力降低元器件失效影響程度，力求把電路的突然失效降低為性能退化。
104、使用反饋技術來補償（或抑制）參數變化所帶來的影響，保證電路性能穩定。例如，由阻容網絡和集成電路運算放大器組成的各種反饋放大器，可以有效地抑制在因元器件老化等原因性能產生某些變化的情況下，仍然能符合最低限度的性能要求。
105、對于重要而又易出故障的分機，電路和易失效的元器件在體積、重量、經費、耗電等方面允許的條件下，經可靠性預計和分配后，采用冗余設計技術。
106、接插件、開關、繼電器的觸點要增加冗余接點，并聯工作。插頭座、開關、繼電器的多余接點全部利用，多點并接。
107、每個接線板應有10%的接線柱或接線點作為備用。
108、當轉換開關的可靠性小于單元可靠度50%時，則應采用工作儲備。
109、當體積、重量非關重要，而可靠性及耗電至關重要時則應采取非工作貯備，非工作貯備有利于維修。
110、貯備設計中功能冗余是非常可取的，當其中冗余部件失效時并不影響主要功能；而同時工作時，又收到降額設計的效果。
111、對于易失效的元器件應采取工作儲備（熱儲備）。
112、如果信息傳遞不允許中斷應采取工作儲備。
113、如果對設備的體積、重量等有嚴格要求，而提高單元的可靠性又有可能滿足執行任務要求的話就不必采用儲備設計；同時應考慮經濟性。
114、盡管“并串”比“串并”可靠性高，但考慮便于維修，“串并”也是可取的。
115、對于設備（或系統）中的可靠性薄弱環節進行儲備設計而采取混合儲備設計措施是很可取的。這是經過可靠性、經濟性及重量和體積的權衡結果。
116、在冷貯備設計中，應盡量采用自動切換裝置。
117、運動狀態下的非工作貯備（冷貯備）可以縮短信號中斷時間，在貯備設計中可以根據具體情況加以說明。
118、保證熱流通道盡可能短，橫截面要盡量大。
119、在需要傳熱性能高時，可考慮采用熱管。熱管散熱量可比實制銅導體高數百倍。
120、利用金屬機箱或底盤散熱。
121、力求使所有的接頭都能傳熱，并且緊密地安裝在一起以保證最大的金屬接觸面。必要時，建議加一層導熱硅膠 以提高產品質量傳熱性能。
122、將需散熱一瓦以上的器件安裝在金屬底盤上，或安裝傳熱通道通至散熱器。
123、器件的方向及安裝方式應保證最大對流。
124、將熱敏部件裝在熱源下面，或將其隔離。
125、安裝零件時，應充分考慮到周圍零件輻射出的熱，以使每一器件的溫度都不超過其最大工作溫度以避免對準熱源。
126、對靠近熱源的熱敏部件，要加上光滑的涂上漆的熱屏蔽。
127、確保熱源具有高輻射系數。如果處于嵌埋狀態，須用金屬傳熱器通至冷卻裝置。
128、玻璃環氧樹脂線路板式不良散熱器，不能全靠自然冷卻。
129、如果玻璃環氧樹脂印制線路板不能足以散發所產生的熱量，則應考慮加設散熱網絡和金屬總印制電路板。
130、選用導熱系數大材料制造熱傳導零件。例如：銀、紫銅、氧化鈹陶瓷及鋁等。
131、加大熱傳導面積和傳導零件之間的接觸面積。在兩種不同溫度的物體相互接觸時，接觸熱阻是至關重要的。為此，必須提高接觸表面的加工精度、加大接觸壓力或墊入軟的可展性導熱材料。
132、在熱傳導路徑中不應有絕熱或隔熱元器件。
133、適當采用物理隔離法或絕熱法。
134、使用通風機進行風冷，讓電子元器件溫度保持在安全的工作溫度范圍內。通風口必須符合電磁干擾、安全性要求，同時應考慮防淋雨要求。
135、氣冷系統需根據散熱量進行設計，并應根據下列條件：在封閉的設備內壓力降低時應通入的空氣量、設備的體積，在熱源處保持安全的工作溫度，以及冷卻功率的最低限度（即使空氣在冷卻系統內運動所需的能量）。
136、設計時應注意使風機馬達冷卻。
137、用以冷卻內部部件的空氣須經過濾，否則大量污物將積在敏感的線路上，引起功能下降或腐蝕（在潮濕環境中會更加速進行），污物還能阻礙空氣流通和起絕熱作用，使部件得不到冷卻。
138、設計時注意使強制通風和自然通風的方向一致。
139、不要重復使用冷卻空氣。如果必須使用用過的空氣或連續使用時，空氣通過各部件的順序必須仔細安排。要先冷卻熱敏零件和工作溫度低的零件，保證冷卻劑有足夠的熱容量來將全部零件維持在工作溫度以內。
140、設計強制風冷系統應保證在機箱內產生足夠的正壓強。
141、設置整套的冷卻系統，以免在底盤抽出維修時不能抗高溫的器件被高溫熱致失效。
142、進入的空氣和排出的空氣之間的溫差不應超過14℃。
143、保證進氣與排氣間有足夠的距離。
144、非經特別允許，不可將通風孔及排氣孔開在機箱頂部或面板上。
145、盡量減低噪音與振動，包括風機與設備箱間的共振。
146、使用無刷交流電機驅動的風扇、風機和泵，或者適當屏蔽的直流電動機。
147、注意勿使可伸縮的單面式組合抽屜阻礙冷卻氣流。
148、在計算空氣流量時，要考慮因空氣通道布線而減少的截面積。
149、若設備必須在較高的環境溫度下或高密度熱源下工作，以致自然冷卻或強制風冷法均不使用時，可以使用液冷或蒸發冷卻法。
150、如果必須用液冷法，最好用水作冷卻劑。
151、設計時注意使冷卻劑能自由膨脹，而機箱則須承受冷卻劑的最大蒸汽壓力。
152 注意管道必須合乎要求，設備必須嚴封，嚴防氣塞。
153、吸氣孔與過濾塞必須裝置適當。
154、注意冷卻系統的吸氣孔應在較低部位而排氣閥應在較高部位。在每一個斷開處安裝檢驗閥。
155、要確保冷卻劑不致在最高的工作溫度以下沸騰（如有必要，應安裝溫度控制器件），還應確保冷卻劑不致在最低溫度以下結冰。上述任一情況都會導致管道破裂。
156、要避免蒸汽在設備內冷凝。
157、設計冷卻系統時，必須考慮到維修。要從整個系統的現點出發來選擇熱交換器、冷卻劑以及管道。冷卻劑必須對交換器和管道沒有腐蝕作用。
158、布置未經屏蔽的電子管時，其間隔至少應為直徑的1～0.5倍。避免陽極過熱。
159 為避免電子管輻射熱影響熱敏器件、屏蔽罩的內面的輻射能力要強（涂黑），而外面則應是光滑的，并能將熱傳導到底盤上。
160、不要把傳熱的屏蔽罩安裝在塑料底盤上。
161、當激振頻率很低時，應增強結構的剛性，提高設備及元器件的固有頻率與激振頻率的比值，使隔振系數接應于1，以使設備和元器件的固有頻率遠離共振區。
162、盡量提高設備的固有振動頻率，電子設備機柜的固有振動頻率應為最高強迫頻率的兩倍，電子組件應為機柜的兩倍。如艦船和潛水艇的振動頻率普遍范圍在12～33赫，機柜固有振動頻率不低于60赫，組件的固有振動頻率不低于120赫。
163、應將導線編織在一起，并用線夾 分段固定，電子元器件的引線應盡量短以提高固有頻率。
164、電子器件（直徑超過1.3cm或每一引頭重量超過7克）應夾定或用其它方法固定在底盤上或板上，以防止由于疲勞或振動而引起的斷裂。
165、焊接到同一端頭的絞合銅線必須加以固定，使其在受振動時，使導體在靠近各股銅線焊接在一起處不致發生彎曲。
166、連結引頭處不可沒有支撐物。
167、使用軟電線而不宜用硬導線，因后者在撓曲與振動時易折斷。
168、使用具有足夠強度的對準銷或類似裝置以承受底盤和機箱之間的沖擊或振動。不要依靠電氣連接器和底盤滑板組件來承受這種負荷。
169、抽斗或活動底盤須至少在前面和后面具有兩個引銷。配合零件須十分嚴密以免振動時互相沖擊。
170、在門和抽斗上安裝鎖定裝置，以便沖擊或振動時打開。
171、避免懸臂式安裝器件。如采用時，必須經過仔細計算，使其強度能在使用的設備最惡劣的環境條件下滿足要求。
172、沉重的部件應盡量靠近支架，并盡可能安裝在較低的位置。如果設備很高，要在頂部安裝防搖裝置或托架，則應將沉重的部件盡可能地安裝在靠近設備的后壁。
173 設備的機箱不應在50赫以下發生共振。
174、大型平面薄壁金屬零件，應加折皺、彎曲、或支撐架。
175、模塊和印制電路板的自然頻率應高于農們的支撐架（最好在60赫以上）。可采用小板塊或加支撐架以達到這個目的。
176、所有調諧元件應有固定制動的裝置，使調諧元器件在振動和沖擊時不會自行移動。
177、在使用一個繼電器的地方可同時使用兩個功能相同而頻率不同的繼電器。
178、繼電器安裝應使觸點的動作方向同銜鐵的吸合方向，盡量不要同振動方向一致， 為了防止縱向和橫向振動失效可用兩個安裝方向相垂直的繼電器。
179、實施振動、沖擊隔離設計，對發射系統一些關鍵電真空器件，要采取特殊減震緩沖措施，要使元器件受震強度低于0.2m/s2（加速度）。
180、加速力傳到機柜內部時，它會逐漸變小，能夠經受高加速應力的零部件應要機柜內安裝，不能經受高加速應力的零部件應在機柜中心處安裝。
181、不使用鉗傷和裂紋導線，在兩端具有相對運動的情況下，導線應當放長。
182、通過金屬孔或靠近金屬零件的導線必須另外套上金屬套管。
183、對于插接式的元器件（如電子管等）其縱軸方向應與振動方向一致。同時，應加設蓋帽或管罩。
184、對于不同的半導體器件安裝方法應不同，對于帶插座的晶體管和集成電路應壓上護圈，護圈用螺栓接固在底座上。對于有焊接引線的晶體管，可以采取外裝、專用彈簧夾、護圈或涂料（如硅橡膠）固定在印刷板上。
185、對于電阻器和電容器在安裝時關鍵在于避免諧振。為此，一般采用剪短引線來提高其固有頻率使之離開干擾頻譜。對于小型電阻、電容只有盡可能臥裝。在元件與底板間埴充橡皮或用硅橡膠封裝。對大的電阻、電容器則需用附加緊固裝置。
186、對于印制電路板，應加固和鎖緊，以免在振動時放生接觸不良和脫開振壞。
187、對于陶瓷元件及其他較脆弱的元件和金屬件聯接時，它們之間最好墊上橡皮、塑膠、纖維及毛氈等襯墊。
188、為了提高抗振動和沖擊的能力，應盡可能的使設備小型化。其優點是易使設備有較堅固的結構和較低的固有頻率，在既定的加速度下，慣性力也小。
189、對于特別性振動的元器件和部件（如主振動回路元件）可進行單獨的被動隔振。對振動源（如電機等）也要單獨進行主動隔振。
190、在結構設計時，除要認真進行動態強度、剛度等計算外，還必須進行必要的模型模擬試驗，以確保抗擊振動性能。
191、采用新型高分子輕質材料封裝元器件，可以對高沖擊振動下易損壞的部件進行防護。
192、適當的選擇和設計減振器，使設備實際承受的機械力低于許可的極限值。在選擇和設計減振器時，緩沖和減振兩種效果進行權衡。須知，緩沖和減振往往是矛盾的。
193、對元器件進行灌封是最有效的對其進行氣候環境防護的措施。
194、對于不可更換的或不可修復的元器件組合裝置可以采用環氧樹脂灌裝。
195、對于含有失效率較高及價格昂貴的元器件組合裝置可以采用可拆卸灌封。如硅橡膠封，硅凝膠灌封和可拆卸的環氧樹脂灌封等。
196、為了防潮，元器件表面可涂覆有機漆。
197、為了防潮，對元器件可以采取憎水處理及浸漬等化學防護措施。
198、對設備或組件進行密封是防止潮氣及鹽霧長期影響的最有效的機械防潮方法。
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