(精选)电子元器件的可靠性应用完美
电子元器件可靠性
2024年2月1日星期四
选用元器件要考虑的要素
1. 电特性：元器件除了满足装备功能要求之外，要能经受最大施加的电应力 2. 工作温度范围：器件的额定工作温度范围应等于或宽于所要经受的工作温度范围 3. 工艺质量与可制造性：元器件工艺成熟且稳定可控，成品率应高于规定值，封
装应能与设备组装工艺条件相容 4. 稳定性：在温度、湿度、频率、老化等变化的情况下，参数变化在允许的范围内 5. 寿命：工作寿命或贮存寿命应不短于使用它们的设备的预计寿命 6. 环境适应性：应能良好地工作于各种使用环境，特别是如潮热、盐雾、沙尘、
基本结构：固体二氧化锰作为电介质，烧结的钽块作为阳极 优点（与铝电解电容器相比）
温度范围宽：可达-55℃～125℃ 漏电流小：<0.01CV[uA]，可与品质最好的铝电解电容相比 损耗因数低：0.04~0.1，约比铝电解电容好两倍 温度系数低：电容值在工作温度范围内的变化±3～ ± 15％ 有可能反极性使用：在某些工作电压范围内 体积小：可以做成片状电容 寿命长：常常作为军事用途
酸雨、霉菌、辐射、高海拔等特殊环境 7. 失效模式：对元器件的典型失效模式和失效机理应有充分了解 8. 可维修性：应考虑安装、拆卸、更换是否方便以及所需要的工具和熟练等级 9. 可用性：供货商多于1个，供货周期满足设备制造计划进度，能保证元器件失
效时的及时更换要求等 10. 成本：在能同时满足所要求的性能、寿命和环境制约条件下，考虑采用性价比
3 固有噪声 碳膜电阻内部结构不连续性大，是固有噪声最大的电阻 线绕电阻内部为体金属，不连续性很小，是固有噪声最小的电阻 金属膜电阻的固有噪声介于碳膜电阻和线绕电阻之间 固有噪声大的电阻不宜用于微弱信号放大、高增益精密等电路中
电子元器件的可靠性分析_1
电子元器件的可靠性分析发布时间：2022-11-08T00:34:11.555Z 来源：《科学与技术》2022年7月第13期作者：邢亚琼[导读] 在通常状况下电子元器件相关工程技术人员在设计电路设备系统的过程中，电子元器件作为整个电子电路集成系统最为关键的零部件，邢亚琼身份证号 14222219941229****摘要：在通常状况下电子元器件相关工程技术人员在设计电路设备系统的过程中，电子元器件作为整个电子电路集成系统最为关键的零部件，其使用可靠性对于整个电子电路集成系统是否能够长期安全稳定工作、以及是否能够发挥其最大额定工作效率具有非常大的影响。
基于此，电子元器件相关工程技术人员在使用电子元器件的过程中，首先就需要清楚掌握该零件的安全可靠性，保证其完全符合有关装置及其电子集成系统使用的技术标准要求，进而最大限度地确保整个电子电路系统的安全稳定性。
关键词：电子元器件；可靠性；有效措施1导言在当前的市场经济系统下，作为电子元器件重要一部分的电子元器件及其质量与产品功能的实现密切相关，受到业界的广泛关注。
基于此，文章针对电子元器件的可靠性有效措施进行了分析，以供参考。
2电子元器件单元简述通常电子系统的元器件单元总体上能够分成电子元件以及电子器件这两大类范畴，电子器件通常指的是由半导体相关材料制造出来的基础型的电子相关元件单元（比如二极管、晶体管和各种规模的集成电路系统等）。
此类元件可以划分成无源的器件（比如二极管装置）、有源的器件（例如晶体管和集成电路系统等）这两大种类。
无源类型的器件只需通过输入信号提供的电能来进行相应的工作，无需外加电源来给相应的器件提供电能；有源类型的器件则需要有专门为其提供相应电能的电源装置才可以进行相应的操作。
伴随着当今时代电子领域的新技术与新工艺的持续进步，一些电子元件和电子器件之间的区别已经很难来进行划分，而且很多现代化的电子元器件已经不再是单纯的硬件设备系统了，比如单片机与单片机系统已经是一类基于相应的软件系统的硬件芯片单元。
电子元器件的质量管理确保产品可靠性和一致性的策略
电子元器件的质量管理确保产品可靠性和一致性的策略电子元器件在现代科技社会中扮演着至关重要的角色。
然而，由于各种原因，如原材料问题、设计缺陷、制造过程不当等，电子元器件的质量问题时有发生，给产品的可靠性和一致性带来了挑战。
因此，制定有效的质量管理策略对于保障电子元器件的品质至关重要。
本文将探讨几种常见的质量管理策略，旨在确保电子元器件的质量和可靠性。
一、供应链管理供应链管理是质量管理的重要一环。
确保原材料和组件的质量是保证电子元器件质量的关键。
供应商的选择和评估是供应链管理的重要环节。
通过建立严格的供应商审核标准和过程，并进行定期的性能评估，可以确保供应商提供的原材料和组件的质量符合要求。
此外，建立供应商质量管理体系和质量保证协议，明确各方责任和权益，是提高供应链管理水平的有效手段。
二、设计验证和可靠性评估在电子元器件的设计阶段，进行严格的设计验证和可靠性评估是确保产品质量的重要措施。
通过使用先进的模拟和数字仿真工具，可以预测电子元器件在实际使用中可能遇到的问题，如热应力、电压漂移等。
同时，进行真实环境下的可靠性测试，如温度老化、震动测试等，以验证电子元器件在各种极端条件下的可靠性。
只有通过了设计验证和可靠性评估的电子元器件，才能投入生产和使用。
三、制造过程控制制造过程控制是确保电子元器件质量的核心环节。
通过建立科学的制造工艺和工艺控制流程，可以有效降低制造过程中的质量缺陷率。
自动化设备和精细的工艺控制技术可以提高电子元器件的生产一致性和产品可靠性。
此外，建立良好的质量文化和质量管理体系，加强员工的质量意识和技能培训，也是提高制造过程控制水平的关键。
四、产品可追溯性产品可追溯性是确保电子元器件质量和安全的重要手段。
通过建立完善的产品追溯体系，可以追踪到每个电子元器件的生产和供应信息，以便在发生质量问题时能够快速定位和处理。
可追溯性不仅可以提高生产过程的透明度和控制能力，还可以加大对供应商和制造商的监督和管理力度，促使其加强质量管理和持续改进。
电子元器件的可靠性分析与优化研究
电子元器件的可靠性分析与优化研究导言电子元器件已经成为现代社会不可或缺的一部分，从智能手机到航空航天设备，都离不开各种各样的电子元器件。
然而，由于环境、工作条件和设计等多种因素的影响，电子元器件的可靠性成为重要的研究课题。
本文将探讨电子元器件的可靠性分析与优化研究，并提出一些解决方法。
一、电子元器件可靠性分析方法1. 故障模式及影响分析（Failure Mode and Effect Analysis，FMEA）：FMEA是一种常用的电子元器件可靠性分析方法，通过对元器件的故障模式及其可能带来的影响进行评估和分析，确定潜在问题并采取相应的措施。
该方法可以帮助设计人员在设计阶段减少潜在故障的发生，提高产品的可靠性。
2. 退化分析（Degradation Analysis）：退化分析是通过对电子元器件的退化过程进行建模和分析，预测元器件在不同工作条件、环境和时间下的性能变化。
通过对退化分析的结果进行合理的优化设计，可以延长电子元器件的使用寿命，提高可靠性。
二、电子元器件可靠性优化方法1. 选择合适的元器件：在设计过程中，选择合适的元器件非常重要。
优先选择可靠性高、经过验证的元器件，同时考虑元器件的工作环境和工作条件，以确保元器件在实际使用中能够正常工作。
2. 优化布局和散热设计：电子元器件在工作时会产生热量，如果散热不良，会导致元器件温度过高，从而降低其可靠性。
因此，在设计过程中，应该合理布局元器件，确保良好的热传导和散热条件，并在必要时采取散热措施，如增加散热片或散热风扇等。
3. 加强可靠性测试和质量控制：进行可靠性测试是提高电子元器件可靠性的重要手段。
通过对元器件进行可靠性测试，可以评估元器件的性能和寿命，为后续的优化提供数据支持。
同时，在生产和制造过程中，加强质量控制，确保元器件的质量稳定和一致性。
三、面临的挑战和研究方向1. 小尺寸与高集成度：现代电子设备对电子元器件的尺寸和集成度要求越来越高，这给电子元器件的可靠性带来了挑战。
电子元器件选型与可靠性应用(印刷稿)全篇
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机柜温升计算
△ T= 0.05 Q/V
Q：机柜内的散热功率（W） V：风机的体积流量（m3/min） 基于机柜内耗散功率均匀分布的前提。
V=3.16 Q / △T
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半导体制冷
• 冷却功能模块的电功率≤冷却功率*（3-6%）； • 适用于器件和仪器仪表的冷却，大功率散热慎用。
49
• 聚苯乙烯电容器： 1. 优点：额定DC电压范围宽，从几百到数千伏；精度可达5‰；绝
缘电阻高，一般在10000MΩ以上。高频损耗小，电容量稳定； 2. 缺点：工作温度范围不宽，上限为+75℃。
• 聚苯乙烯薄膜电容： 1. 优点：介质损耗小，绝缘电阻高，温度特性和容量稳定性优于涤
纶电容器，可取代部分电解电容器，性能优于电解电容。体积小， 容量大。 2. 缺点：工作电压低，DC电压40V；温度系数大； 3. 适用场合：高频电路。
2.1 外购件规格书 2.2 器件在产品生命周期不同阶段的
注意事项
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2.1 器件文档要素组成
• 供货商指定为生产商； • 指标齐全（Esp. 工艺选项）
外购件规格书示例（电机）.pdf
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2.2 器件在产品生命周期不同阶段的注意事项
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3、元器件选型
3.1 电子元器件的选型基本原则 3.2 无源元件（电阻、电容、电感、接插件） 3.3 二极管/三极管 3.4 晶振 3.5 散热器件 3.6 数字IC 3.7 电控光学器件（光耦、LED） 3.8 AD/DA 及 运放 3.9 电控机械动作器件 3.10 能量转换器件（开关电源、电源变换芯片、变压器） 3.11 保护器件（保险丝、磁环磁珠、压敏电阻、TVS管等）
常用电子元器件及应用
碳膜电阻（型号：RT）。在陶瓷骨架表面上，将碳氢化合物在真空中通过高温蒸发分解沉积成碳结晶导电膜。碳膜电阻价格低廉，阻值范围宽（10W～10MW），温度系数为负值。常用额定功率为1/8W～10W，精度等级为±5％、±10％、±20％，在一般电子产品中大量使用。
5.6
2.0
6.2
2.2
2.2
2.2
6.8
6.8
6.8
2.4
7.5
2.7
2.7
8.2
来表示电容器标称电容量，n为正或负整数。
注：用表中数值再乘以10n来表示电容器标称电容量，n为正或负整数。
有机实芯电位器
由导电材料与有机填料、热固性树脂配制成电阻粉，经过热压，在基座上形成实芯电阻体。该电位器的特点是结构简单、耐高温、体积小、寿命长、可靠性高，广泛用于焊接在电路板上作微调使用；缺点是耐压低、噪声大。
线绕电位器
多圈电位器属于精密电位器。它分有带指针、不带指针等形式，调整圈数有5圈、10圈等数种。该电位器除具有线绕电位器的相同特点外，还具有线性优良，能进行精细调整等优点，可广泛应用于对电阻实行精密调整的场合。
E24
E12
E6
E24
E12
E6
1.0
1.0
1.0
3.3
3.3
3.3
1.1
3.6
1.2
1.2
电子元器件的可靠性测试与验证
电子元器件的可靠性测试与验证电子元器件在各种电子设备中扮演着重要的角色，其可靠性测试与验证是确保产品质量和性能稳定的关键步骤。
本文将探讨电子元器件可靠性测试与验证的重要性、测试方法以及验证过程中的挑战和解决方案。
一、引言随着科技的不断发展，电子设备在生产和使用过程中面临着越来越多的挑战。
而电子元器件的可靠性正是评估电子设备能够在其设计寿命周期内正常工作的能力。
因此，对电子元器件进行可靠性测试与验证是确保产品质量和性能稳定的重要环节。
二、可靠性测试方法1. 加速寿命测试（ALT）加速寿命测试是通过高温、高湿、高压等环境条件，将器件暴露在特殊环境下，加速模拟电子元器件在长期使用过程中可能遇到的各种环境应力。
通过对大量样本进行测试，评估器件在各种极端条件下的寿命和可靠性。
2. 应力测试应力测试通常包括温度循环测试、温度湿度试验、振动测试和冲击测试等。
这些测试方法可以模拟电子元器件在运输、安装和使用过程中可能遇到的应力，评估其耐受能力和性能稳定性。
3. 可靠性建模与分析通过对电子元器件的物理、化学和电学特性进行建模与分析，可以预测器件的可靠性并优化设计。
如使用可靠性物理分析（RPA）方法，通过分析故障发生的原因和机理，对元器件的可靠性进行评估和改善。
三、可靠性验证过程1. 技术规范制定在可靠性验证过程中，制定技术规范是前提和基础。
技术规范应涵盖测试方法、验证标准和测试结果的评估指标等内容，以确保测试和验证的准确性和可重复性。
2. 测试方案设计根据产品的设计要求和技术规范，设计合适的测试方案。
测试方案应包括测试环境的确定、测试方法的选择、样本数量的确定等，以保证测试的全面性和可靠性。
3. 样本测试及数据分析根据设计的测试方案，对样本进行测试，并收集测试数据。
在数据分析过程中，可以结合统计学方法和可靠性工程分析工具，对测试结果进行定量和定性的分析，以得出可靠性评估和验证结论。
4. 结果报告和改进措施根据可靠性测试与验证的结果，撰写测试报告，详细描述测试过程、测试结果和验证结论。
电子元器件的可靠性分析
电子元器件的可靠性分析摘要：当今社会的不断发展，技术的不断进步，然而人们对电元器件的了解也越来越多使得人们对电子设备、电子元器件的可靠性要求越来越高。
那么，究竟什么是电子元器件的可靠性呢？关键词：电子元器件；可靠性；策略引言目前，理工类学校和科研机构都需要对种类和数量繁多的电子元器件进行管理，要求使用和储存工作的准确和及时，也就需要使用智能管理系统，而如何使智能管理系统更符合电子元器件的管理要求，需要做好设计工作，以实现全面的规范化管理。
1电子元器件的可靠性分析电子元器件的可靠性包括两个方面的内容：第一是器件本身存有的可靠性；第二是使用过程中表现出来的可靠性。
本身可靠性是电子元器件可靠性的基础表现，与元器件的质量、构造以及设计方式相关，属于多方因素共同决定的因素。
使用可靠性是指元器件在系统中表现出来的状态，受到人为、环境等因素的影响，可能会降低元器件在使用中的可靠性。
电子元器件的选择、使用过程等都联系着使用的可靠性。
例如：市场上同一规格的电子元器件，生产单位不同，其可靠性表现也不相同，即使应用到系统运行中，也会观察到元器件不同的可靠性状态。
以某企业的整机系统为例，分析电子元器件使用中的可靠性。
因为不同元器件的失效，对整机系统的影响不同，所以该企业的整机系统中计算失效率，是以现场失效率为计算对象，几率控制在1×（10～14）范围中。
但是此项规格与电子元器件的属性不同，失效率统计远远超出了元器件可靠性的规定范围，只有电子元器件的可靠性在规定范围内时，才能在企业中发挥有效性。
如果计算失效率超出元器件本身的极限，就会进入失效的状态，无法保证电子元器件的可靠性。
研究电子元器件可靠性时，还要考虑材料、工艺等因素的干扰，明确掌握元器件的各项设计参数，找出降低可靠性的原因，由此才能规范元器件的运行。
电子元器件在系统内，与其他项目之间相互配合，共同完成生产目标。
企业生产中，可能会用到大量的电子元器件，元器件的数量、种类均有不同，同一个生产项目中也会涉及到多样化的元器件，所以掌握好电子元器件的可靠性，便于优化电子元器件的实际应用，促使其处于可靠性的状态。
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Copyright by Yiqi Zhuang 2005
1.3 应用可靠性问题 尺寸缩小→抗应力强度↓
电子管
晶体管
集成电路
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1.3 应用可靠性问题 元器件使用不当的情况
元器件选择
只考虑功能与性能指标，未考虑可靠性与质量指标 企业提供的可靠性指标与实际产品不符 不了解元器件的环境适应性、失效模式、质量保障水平
1989 61％
1990 40％
1991 56％
1992 45％
1993 46％
产生后果
即时失效：影响整机装配的合格率及成本，比较直观 潜在失效：影响整机寿命及环境适应能力，比较隐蔽
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1.3 应用可靠性问题
产生原因
器件集成度对外界应力敏感性（尺寸小，层次多） 新器件类型多样化、应用复杂化使用者未能及时掌握使用方法
工作应力接近电路最大应力的器件
功率器件：功率接近极限值 高压器件：电压接近极限值 电源电路：电压和电流接近极限值 高频器件：频率接近极限值
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元器件使用
不了解元器件对使用环境的要求 不了解元器件的应力容限 不了解元器件的安装操作规范
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1.3 应用可靠性问题
器件制造方
提高器件对非常规的工作应力的抵抗力 提高器件对非常规的非工作应力的抵抗力
器件使用方
正确地选用器件 控制器件的工作条件：线路设计、结构设计、 热设计等 控制器件的非工作条件：装配、储存、运输、 测量等
“浴盆”曲线
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1.2 应用可靠性概念
什么是应用可靠性？
概念
固有可靠性：器件制造完成时所具有的可靠性，取决于器件的设计、 工艺和原材料
应用可靠性：器件用于整机系统时所具有的可靠性，与器件的工作 与非工作条件有关
比较
应用可靠性>固有可靠性：整机设计时采取了降额、冗余、容错等措 施（“三类元件装出一类整机”）
工作、安装、测量
栅击穿（MOS器件） pn结短路（双极器件） 二次击穿（功率管） 闩锁失效（CMOS电路）
大功率工作、间歇工资、 热击穿、热疲劳、参数漂移、密
高寒地区、焊接
封性失效、键合压焊不良
机械应力
振动、冲击、加速 度
安装、运送、航天器、 航空器、移动设备
管壳漏气、管芯裂纹、引线断裂
气候应力
高湿度、盐雾、气 压
电子元器件的 可靠性应用
第1章 应用可靠性概念
主讲：庄奕琪
本章概要
可靠性概念 应用可靠性概念 应用可靠性问题的严重性
Copyright by Yiqi Zhuang 2005
1.1 可靠性概念
什么是可靠性？
可靠性
规定时间、规定条件下实现规定功能的能力（可靠性） 规定数量的器件在规定时间和规定条件下失效的概率（失效率）
应用可靠性<固有可靠性：整机装配时器件受到了不当应力或误操作 的作用（“一类元件装出三类整机”）
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1.2 应用可靠性概念 使用应力对器件可靠性的影响
应力类别 电应力 温度应力
应力形式
静电、浪涌、 过电压、噪声
高温、低温、 温度循环
失效场合
主要失效模式
规定时间
平均寿命：元器件 平均故障间隔时间（MTBF)：整机设备
规定条件
电应力：静电，浪涌，过电压，过电流，噪声 温度应力：高温，低温，温度循环 机械应力：振动，冲击，加速度 气候应力：高湿度，盐雾，低气压，辐射
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1.1 可靠性概念
解决途径
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1.3 应用可靠性问题
可靠性设计是关键
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1.3 应用可靠性问题
易产生问题的器件
对外界应力敏感的器件
CMOS电路：对静电、闩锁、浪涌敏感 小信号放大器：对过电压、噪声、干扰敏感 塑料封装器件：对湿气、热冲击、温度循环敏感
储存、海上、沿海、亚 外引线腐蚀、芯片金属化腐蚀、
ght by Yiqi Zhuang 2005
1.3 应用可靠性问题
日益严重
统计数据（ 资料来源：航天部失效分析中心 ）
在电子设备现场失效中，元器件失效约占50％，其中元器件选用不当的又 占30～50％。
年份 使用失效比例