電子元器件可靠性

1元器件選用----易產(chǎn)生可靠性問題的部件1對外界應(yīng)力敏感的器件CMOS電路，對靜電、浪涌敏感

小信號放大器，對電壓、噪聲、干擾敏感

塑封器件，對濕氣、熱沖擊、溫循敏感2工作應(yīng)力接近電路最大應(yīng)力的器件功率器件：功率接近極限值高壓器件：電壓接近極限值電源電路：電壓和電流接近極限值高頻器件：頻率接近極限值超大規(guī)模芯片：功耗接近極限值3頻率與功率都大的器件時鐘輸出電路：在整個電路中頻率最高，且要驅(qū)動幾乎所有數(shù)字電路模塊總線控制與驅(qū)動電路：驅(qū)動能力強，頻率高無線收發(fā)電路中的發(fā)射機：功率和頻率接近極限值選用元器件要考慮的要素1.電特性：元器件除了滿足裝備功能要求之外，要能經(jīng)受最大施加的電應(yīng)力2.工作溫度范圍：器件的額定工作溫度范圍應(yīng)等于或?qū)捰谒?jīng)受的工作溫度范圍3.工藝質(zhì)量與可制造性：元器件工藝成熟且穩(wěn)定可控，成品率應(yīng)高于規(guī)定值，封裝應(yīng)能與設(shè)備組裝工藝條件相容4.穩(wěn)定性：在溫度、濕度、頻率、老化等變化的情況下，參數(shù)變化在允許的范圍內(nèi)5.壽命：工作壽命或貯存壽命應(yīng)不短于使用它們的設(shè)備的預(yù)計壽命6.環(huán)境適應(yīng)性：應(yīng)能良好地工作于各種使用環(huán)境，特別是如潮熱、鹽霧、沙塵、酸雨、霉菌、輻射、高海拔等特殊環(huán)境7.失效模式：對元器件的典型失效模式和失效機理應(yīng)有充分了解8.可維修性：應(yīng)考慮安裝、拆卸、更換是否方便以及所需要的工具和熟練等級9.可用性：供貨商多于1個，供貨周期滿足設(shè)備制造計劃進度，能保證元器件失效時的及時更換要求等10.成本：在能同時滿足所要求的性能、壽命和環(huán)境制約條件下，考慮采用性價比高的元器件2品種型號的優(yōu)先選用規(guī)則1優(yōu)先選用標(biāo)準(zhǔn)的、通用的、系列化的元器件，慎重選用新品種和非標(biāo)準(zhǔn)器件，最大限度地壓縮元器件的品種規(guī)格和承制單位的數(shù)量2優(yōu)先選用列入推薦目錄（合格產(chǎn)品清單QPL、推薦產(chǎn)品清單PPL、合格制造商清單QML等）中的元器件3優(yōu)先選用器件制造技術(shù)成熟的產(chǎn)品，選用能長期、連續(xù)、穩(wěn)定、大批量供貨且成品率高的定點供貨單位4優(yōu)先選用能提供完善的工藝控制數(shù)據(jù)、可靠性應(yīng)用指南或使用規(guī)范的廠家產(chǎn)品5在質(zhì)量等級相當(dāng)?shù)那疤嵯拢瑑?yōu)先選用集成度高的器件，少選用分立器件3電阻器1溫度系數(shù)-------溫度系數(shù)的定義每變化單位溫度時阻值的變化比例單位為ppm/℃（10-6/℃每攝氏度百萬分之一）2額定功率額定功率與可靠性的關(guān)系耗散功率越大，電阻的溫升越大，電阻（及其周邊元件）的壽命越短，阻值漂移也越大耗散功率的計算要考慮電路中可能出現(xiàn)的最壞情況。電阻的實際消耗功率最好控制在它的額定功率的一半，以提高其可靠性3固有噪聲碳膜電阻內(nèi)部結(jié)構(gòu)不連續(xù)性大，是固有噪聲最大的電阻線繞電阻內(nèi)部為體金屬，不連續(xù)性很小，是固有噪聲最小的電阻金屬膜電阻的固有噪聲介于碳膜電阻和線繞電阻之間固有噪聲大的電阻不宜用于微弱信號放大、高增益精密等電路中4常用貼片電阻的比較1薄膜電阻的精度高（優(yōu)于1%），頻率特性好，固有噪聲低，但價格高，耐濕性和耐腐蝕性差，對靜電更敏感2厚膜電阻的精度低（1%，5%），高頻特性較差，固有噪聲較大，但可靠性相對較高電阻器的可靠性問題1獨有的失效模式：滑動電極因摩擦、氧化、污染、機械振動或者電化學(xué)腐蝕等原因，導(dǎo)致接觸不良或開路2旋轉(zhuǎn)壽命有限：電位器一般為數(shù)百次至數(shù)十萬次，半固定電阻器為數(shù)次至數(shù)百次，因為所用電阻材料的耐磨性有限3具有動噪聲：除了電阻本身的熱噪聲和過剩噪聲之外，具有顯著的滑動片動噪聲4四極元件：額定電壓除了要考慮端子之間的耐壓外，還要考慮端子和金屬轉(zhuǎn)軸之間的耐壓5電容器1額定電壓電容器的額定電壓是指在額定溫度與最小工作溫度之間的任一溫度下，可連續(xù)施加在電容器上的最大直流電壓，或者最大交流電壓的有效值，或者浪涌脈沖電壓的峰值電容器的額定交流電壓通常低于額定直流電壓，但能耐受的瞬態(tài)浪涌電壓遠大于其直流耐壓（通常在2.5倍以上）2容量穩(wěn)定性電容器的容量會隨工作電壓、溫度、頻率和老化時間而變化，其變化程度比電阻器更劇烈，而且不同類型的電容器可能表現(xiàn)出完全不同的變化規(guī)律3高頻寄生參數(shù)：ESR,ESL4漏電流泄漏電流是在給定的額定電壓下流過電容的直流電流值泄漏電流與電容量以及所加直流電壓成正比，可表示為ILEAK=kCVDC5功耗6工作頻率范圍：高頻寄生參數(shù)的存在限制了電容器的使用頻率范圍6陶瓷電容器的特點優(yōu)點容量范圍大：10pF~1uF寄生電感低：由于采用多層介質(zhì)疊加結(jié)構(gòu)（而非如鋁電解電容器那樣的卷繞結(jié)構(gòu)），寄生電感和ESR都非常低，特別適用于高頻濾波體積小：適合片式和表面貼裝應(yīng)用可靠性高：容值穩(wěn)定性好，耐高溫，耐潮濕安全性高：電容擊穿時，不燃燒，不爆炸缺點工作電壓較低，通常≤63V大容量仍然無法實現(xiàn)機械強度低，易碎易裂7其它電容器的特點有機介質(zhì)電容容量范圍大，絕緣電阻高，工作電壓高，溫度范圍寬，但化學(xué)穩(wěn)定性差，易老化聚酯膜電容：溫度系數(shù)小，介質(zhì)損耗較大且明顯地隨溫度和工作頻率變化聚碳酸酯電容：溫度系數(shù)小，介質(zhì)損耗低，耐熱性好聚丙烯和聚苯乙烯電容：介質(zhì)損耗極低，溫度系數(shù)為負且不低，耐熱性差金屬化紙介電容：溫升小，過功率能力強，與塑料相比，不易自燃，但易吸潮云母電容穩(wěn)定性好，分布電感小，精度高，損耗低，絕緣電阻大，溫度特性和頻率特性好容量范圍5～5100pF，工作電壓50V～7kV造價高、體積/容量比大，適合用于高電壓、大功率場合玻璃釉電容介電系數(shù)高，體積小，損耗低，穩(wěn)定性好，漏電流低，能在較高溫度下工作，耐潮濕性較好，造價貴，適合用于電子儀器8固體鉭電解電容基本結(jié)構(gòu)：固體二氧化錳作為電介質(zhì)，燒結(jié)的鉭塊作為陽極優(yōu)點（與鋁電解電容器相比）溫度范圍寬：可達-55℃～125℃漏電流小：<0.01CV[uA]，可與品質(zhì)最好的鋁電解電容相比損耗因數(shù)低：0.04~0.1，約比鋁電解電容好兩倍溫度系數(shù)低：電容值在工作溫度范圍內(nèi)的變化±3～±15％有可能反極性使用：在某些工作電壓范圍內(nèi)體積?。嚎梢宰龀善瑺铍娙輭勖L：常常作為軍事用途缺點（與鋁電解電容器相比）

價格高：因為鉭屬于稀有金屬對脈動電流的承受力差短路失效模式的概率較大9封裝材料的比較塑料封裝優(yōu)點：成本低（約為陶瓷封裝的55％），重量輕（約為陶瓷封裝的1/2），管腳數(shù)多缺點：氣密性差，吸潮，不易散熱，易老化，對靜電敏感適用性：大多數(shù)半導(dǎo)體分立器件與集成電路常規(guī)產(chǎn)品陶瓷封裝優(yōu)點：氣密性好，散熱能力強（熱導(dǎo)率高），承受功率大，布線密度高缺點：成本高適用性：航空、航天、軍事等高端市場金屬封裝優(yōu)點：氣密性好，散熱能力強，具有電磁屏蔽能力缺點：成本高，管腳數(shù)有限適用性：小規(guī)模高可靠器件10塑封的可靠性問題吸潮性問題塑料封裝所采用環(huán)氧樹脂材料本身具有吸潮性，濕氣容易在其表面吸附水汽會引起塑封材料自身的蠕變，如入侵到芯片內(nèi)部，則會導(dǎo)致腐蝕以及表面沾污氣密性問題塑料管殼與金屬引線框架、半導(dǎo)體芯片等材料的熱膨脹系數(shù)的差異要大得多(與陶瓷及金屬管殼相比)→溫度變化時會在材料界面產(chǎn)生相當(dāng)大的機械應(yīng)力→界面處產(chǎn)生縫隙→導(dǎo)致氣密性劣化水汽在縫隙處聚集→溫度上升時迅速汽化而膨脹→界面應(yīng)力進一步加大→有可能使塑封體爆裂（“爆米花”效應(yīng)）PCB回流焊時溫度可在5～40s內(nèi)上升到205～250°C，上升梯度達到1°C～2°C，容易產(chǎn)生上述效應(yīng)溫度適應(yīng)性問題塑封材料的玻璃化轉(zhuǎn)換溫度為130～160°C，超過此溫度后塑封材料會軟化，對氣密性也有不利引線商用塑封器件的溫度范圍一般為0～70°C、-40~85°C、－40～125°C11空置管腳的處理未使用的輸入端（尤其是鎖存器/觸發(fā)器的輸入端）不宜懸空，更不能接開路長線空置管腳應(yīng)接適當(dāng)節(jié)點，原則如下不影響電路邏輯功能（如與非門輸入端接高電平）盡量使閑置不用的門電路應(yīng)處于截止?fàn)顟B(tài)，以節(jié)省整機功耗盡量降低門電路的輸入阻抗，以降低輸入噪聲的影響實際接法通過上拉電阻接電源，或者通過下拉電阻接地，如果電源與地線噪聲很低，則可直接接通過適當(dāng)?shù)倪壿嬮T接低電平或者高電平接到別的輸入端上12樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識。2月-242月-24Wednesday,February28,2024人生得意須盡歡，莫使金樽空對月。09:21:3409:21:3409:212/28/20249:21:34AM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。2月-2409:21:3409:21Feb-2428-Feb-24加強交通建設(shè)管理，確保工程建設(shè)質(zhì)量。09:21:3409:21:3409:21Wednesday,February28,2024安全在于心細，事故出在麻痹。2月-242月-2409:21:3409:21:34February28,2024踏實肯干，努力奮斗。2024年2月28日9:21上午2月-242月-24追求至善憑技術(shù)開拓市場，憑管理增創(chuàng)效益，憑服務(wù)樹立形象。28二月20249:21:34上午09:21:342月-24嚴格把控質(zhì)量關(guān)，讓生產(chǎn)更加有保障。二月249:21上午2月-2409:21February28,2024作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)記得牢，駕輕就熟除煩惱。2024/2/289:21:3409:21:3428February2024好的事情馬上就會到來，一切都是最好的安排。9:21:34上午9:21上午09:21:342月-24一馬當(dāng)先，全員舉績，梅開二度，業(yè)績保底。2月-242月-2409:2109:21:3409:21:34Feb-24牢記安全之責(zé)，善謀安全之策，力務(wù)安全之實。2024/2/289:21:34Wednesday,February28,2024相信相信得力量。2月-242024/2/289:21:342月-24謝謝大家！樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識。2月-242月-24Wednesday,February28,2024人生得意須盡歡，莫使金樽空對月。09:21:3409:21:3409:212/28/20249:21:34AM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。2月-2409:21:3409:21Feb-2428-Feb-24加強交通建設(shè)管理，確保工程建設(shè)質(zhì)量。09:21:3409:21:3409:21Wednesday,February28,2024安全在于心細，事故出在麻痹。2月-242月-2409:21:3409:21:34February28,2024踏實肯干，努力奮斗。2024年2月28日9:21上午2月-242月-24追求至善憑技術(shù)開拓市場，憑管理增創(chuàng)效益，憑服務(wù)樹立形象。28二月20249:21:34上午09:21:342月-24嚴格把控質(zhì)量關(guān)，讓生產(chǎn)更加有保障。二月249:21上午2月-2409:21February28,2024作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)記得牢，駕輕就熟除煩惱。2024/2/28