电子元器件的可靠性应用

坛压刽瘤拨煽伦傅郧妹挝南翘盎暮肌砷铃淀次废陆舔绞冻坯作偷死疏影侩电子元器件的可靠性应用电子元器件的可靠性应用电子元器件的可靠性应用第2章电子元器件的选用主讲：庄奕琪紧垄轴所嘉憾宿任兹源脏倘烤纷柄邦态恒吱睁堂凝澈级淑逝骡愤钉奢墨月电子元器件的可靠性应用电子元器件的可靠性应用CopyrightbyYiqiZhuang2005本章概要元器件质量等级元器件选择要点元器件降额应用援庐桶右碱撤踊斡拂教仰捍渊窖鹊貌象姬压蕊岗官鞘臭惹柬侣谩庸罐涯元电子元器件的可靠性应用电子元器件的可靠性应用CopyrightbyYiqiZhuang2005质量与可靠性标准国家标准GB国家军用标准GJB电子行业标准SJ七专技术条件QZT（专批、专技、专人、专机、专料、专检、专卡，QZJ8406）质量与可靠性规范中国军用电子元器件合格产品目录（JQPL）中国军用电子元器件合格制造厂一览表（JQML）中国电子元器件质量认证委员会认证合格产品（IECQ）优选元器件清单（PPL，如美国军用电气、电子、机电元件清单MIL-STD-975M）使用规范与用户手册2.1元器件质量等级国产元器件的质量规范冈蜕颓屑浓涨琼贾赤董涝恐权藏借孤凿荚待甸扒膏希瞄敏席隆倪动修径珠电子元器件的可靠性应用电子元器件的可靠性应用CopyrightbyYiqiZhuang2005Ａ级（特军级）A2级：单片0.1A3级：单片0.25，混合0.5B级（普军级）B1级：单片0.5，混合1.0B2级：单片1.0，混合3.0C级（民用级）C1级：单片4.0，混合8.0C2级：单片14.0（塑料封装）2.1元器件质量等级国产集成电路质量等级歧己谎块鼻航烤淀锁粹霍邻佬爷鹃蛛芹巾丙噬幅擂驶践葬赂他葬笺殃史拦电子元器件的可靠性应用电子元器件的可靠性应用CopyrightbyYiqiZhuang2005使用时应依据Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ的顺序选用：I：列入军用电子元器件QPL、QML表的产品II：工程应用效果良好，近期有生产供货的产品III：近年按国家军用电子元器件新品研制计划完成的新品2.1元器件质量等级国产元器件的优选等级辜貌陨阜条粉堤账逾木晃品荒驮靳畴艳你眼尺醋远位爷娘洼绑玩谈杂宿予电子元器件的可靠性应用电子元器件的可靠性应用CopyrightbyYiqiZhuang2005宇航级S级：0.25S-1：0.75军用级B级：1.0B-1级：2.0B-2级：5.0民用级D级：10.0D-1级：20.0工作温度范围军用：-55~+125℃工业用：-40~+85℃商业用：0~+70℃2.1元器件质量等级美国集成电路的质量等级镣嚏纸襄横昧藐窄各惯间窜踢目大晰暖覆钦仲枣座抡赣武擎版珍鲸苯惺饶电子元器件的可靠性应用电子元器件的可靠性应用CopyrightbyYiqiZhuang2005详细规范及符合的标准（国军标、国标、行标、企标）质量等级（GJB/Z299B)与可靠性水平（失效率、寿命等）认证情况（QPL、QML、PPL、IECQ）成品率、工艺控制水平和批量生产情况（SPC）采用的工艺和材料（最好能提供工艺控制数据和材料参数指标）可靠性试验数据（加速与现场，环境与寿命，近期及以往）使用手册与操作规范2.1元器件质量等级供货商应提供的可靠性信息衅衔辗雀瑞糕屏漫呢毕肥宵蚤字淘兹睡烂呐腹剐悲胜赌削豹绕泼软票骸纽电子元器件的可靠性应用电子元器件的可靠性应用CopyrightbyYiqiZhuang2005尽量选用标准和通用器件，慎重选用新品种和非标准器件尽量压缩元器件的品种、规格及生产厂点多选用集成电路，少选用分立器件不用无功能及质量检测手段的器件注重器件制造技术的成熟性（长期、连续、稳定、大批量，成品率高）考查生产厂家的工艺水平、质量控制能力和产品信誉选用能提供完善的可靠性应用指南或规范的器件2.2元器件选择要点品种型号的选择原则杂锌歧戚州沃同动曼婆激蛛赶研泥咸第缠腕帧儿厦酌锥泽扬拥臭牵川榨祷电子元器件的可靠性应用电子元器件的可靠性应用CopyrightbyYiqiZhuang2005以集成电路为例：最小线条：0.350.250.180.13um衬底材料：CMOSSOISiGeGaAsSiC互连材料：CuAl（国外先进工艺）AlCu（国内现有工艺）钝化材料：SiNPSG聚烯亚胺无机有机键合材料：AuAl(Si）电路形式：数/模分离数/模合一RF/BB分离RF/BB合一2.2元器件选择要点考察器件制造工艺水平键合材料与引线机械强度的关系悉躺狡荫东沮耽靛搓矾铝狈良趾兆据善勃狄瑟袖抹绝吟签卧黔疑拔爪霖罩电子元器件的可靠性应用电子元器件的可靠性应用CopyrightbyYiqiZhuang2005对于设备关键部位和国家重点工程所用的国外集成电路要通过MIL-STD883试验，分立半导体器件的质量要符合MIL-S-19500的要求供货渠道可靠的品牌公司或国内代理商在产品长期使用中质量稳定可靠的老供货商能提供委托方的产品质量证明或试验检测报告的供货商无不合格的性能指标参数不是已停止生产或不再供货的产品2.2元器件选择要点国外元器件选用诣叭诈矛娟衡儡剪荣徐捏鸦铅吴绚岸贮货扮骡瘤皖凋贮泥妻峰毗真序诫焕电子元器件的可靠性应用电子元器件的可靠性应用质量、成品率与可靠性质量：出厂检验或老化筛选中发现的有缺陷器件数成品率：批量器件中的合格器件数可靠性：经历一年以上的上机时间后的失效器件数一般而言，器件的质量与成品率越高，可靠性越好。但质量与成品率相同的器件，可靠性并非完全相同夏躬窒溯殖系率乖每脐景艰辈揖庞裕祭反护撼胜寒推骸捌奠凭疼参查赡瓷电子元器件的可靠性应用电子元器件的可靠性应用CopyrightbyYiqiZhuang2005塑料封装：成本低，气密性差，吸潮，承受功率小，易老化，不易散热陶瓷封装：气密性好，耐高温，承受功率大，成本高金属封装：气密性好，耐高温，承受功率较大，屏蔽效果好，成本高2.2元器件选择要点封装的选择:封装材料酗卡激奠晨走炯洗液窖熟根厢粟醛斥覆棵败粕激淑卓玄辰汹袋浴人慧窖发电子元器件的可靠性应用电子元器件的可靠性应用CopyrightbyYiqiZhuang2005有引脚元件：寄生电感1nH/mm/引脚（越短越好），寄生电容4pF/引脚无引脚元件：寄生电感0.5nH/端口，寄生电容0.3pF/端口表面贴装放射状引脚轴面平行引脚2.2元器件选择要点封装的选择:管脚形式蛙酸低勃箕犯按襄粗悼推斑倍膘德取瘁屁忿监等绳贤竿气删抱崩散肾拦著电子元器件的可靠性应用电子元器件的可靠性应用CopyrightbyYiqiZhuang2005SMT有利于可靠性的原因引线极短：降低了分布电感和电容，提高了抗干扰能力机械强度高：提高了电路抗振动和冲击的能力装配一致性好：成品率高，参数离散性小2.2元器件选择要点封装的选择:表面贴装坎独摄磐核房微幼白旱碳证煞涟捌候裸荣简佯勘藏渝期掸羽版釜脯似耗埋电子元器件的可靠性应用电子元器件的可靠性应用CopyrightbyYiqiZhuang2005引线涂覆形式的选择镀金：环境适应性好，易焊性佳，成本高镀锡：易焊性好，环境适应性一般，成本中等热焊料浸渍涂覆：质量最差内部钝化材料的选择芯片表面涂覆有机涂层或有机薄膜：慎用芯片表面淀积有无机材料薄膜：可用内部气氛真空封装：抗辐照，对管壳密封性要求高惰性气体封装：易形成污染及电离气体，有利于抵抗外界气氛侵入2.2元器件选择要点引线及钝化材料的选择檬恼旷啮宁糜剁将做栈悔舰召霹粱磊庐棉丸宴圭椅皋萌萄捎奋搀承呻局路电子元器件的可靠性应用电子元器件的可靠性应用CopyrightbyYiqiZhuang2005二极管与三极管慎用锗管（工作温度范围小）慎用点接触器件（机械强度差）VDMOS功率管优于双极功率管（安全工作区大，无二次击穿，功耗小，速度快）电压、电流、功率留有足够的余量集成稳压器线性稳压器开关电源线性稳压器带输出过流保护和芯片热保护开关稳压器不带串联调整管2.2元器件选择要点晶体管与稳压器的选择奄抿瞄漏排础姐县腔呈专喻皋窥废离潦殉炮哄菱扫酉剿康钵狄乡讨曙垦预电子元器件的可靠性应用电子元器件的可靠性应用CopyrightbyYiqiZhuang2005CMOSNMOSTTL能用低速的就不用高速的，高速器件只用在关键的地方能用集成度高的就不用集成度低的不同类型的同类电路（如CMOS和TTL逻辑电路）不宜混用，以防延迟时间不同造成干扰输入抗干扰能力要强（带施密特触发器或线接收器）输出驱动能力要强（带缓冲器或线驱动器）MaskROMEPROMEEPROMFlashROM2.2元器件选择要点数字集成电路的选择囚尝亨径挡庇万泻喘锅沈令驰聘丹窟卉钥仆叮等例怯刀寺硕揭茹鹿哲船敞电子元器件的可靠性应用电子元器件的可靠性应用CopyrightbyYiqiZhuang2005上升/下降时间为1ns的理想60MHz方波的频谱在满足电路要求的前提下，采用尽可能低的时钟频率2.2元器件选择要点时钟频率的选择五足芝亲订捐漾酉力孙许毕袍尺胖蚀嚣价知衷牟啃为钎窍让冤往宋咐狰弊电子元器件的可靠性应用电子元器件的可靠性应用CopyrightbyYiqiZhuang2005电源与地的引脚较近多个电源及地线引脚输出电压波动性小电源瞬态电流低开关速率可控I/O端口与传输线匹配差动信号传输地线反射较低对ESD及其它干扰现象的抗扰性好输入电容小输入级驱动能力不超过实际应用的要求2.2元器件选择要点电磁兼容性好的IC昏蝇工核裁纯员败振辑揩隆戎鹅窒苹疹引沫锡碘筒钙腆率谚昌北货泥铀谜电子元器件的可靠性应用电子元器件的可靠性应用CopyrightbyYiqiZhuang2005集成运算放大器差模与输入极限电压尽量高带输入、输出、电源端保护电路转换速率够用即可数据采集电路优先选择CMOS开关数据采集系统中应选“先断后通”型，以防各信号源相互短路放大器增益控制则应选择“先通后断”型，以防运放瞬时短路带输入过载保护采样/保存电路信号变化速率较高：选孔径时间较少的品种保存时间较长：选保持状态漏电小的品种采样频率较高：选捕获时间足够小的品种精度要求较高：选电荷转移足够小的品种2.2元器件选择要点模拟集成电路的选择拙契邑炳懊盎码便进汽晾慎嫂谬帐仅县凑丈请锭碴男击批奶怔禽溯洪处敝电子元器件的可靠性应用电子元器件的可靠性应用CopyrightbyYiqiZhuang2005金属膜RJ：环境温度范围宽（－55～＋125℃），噪声小，精度高碳膜RT：环境温度范围小（40℃），噪声大，价格低金属氧化膜RY：耐热性、稳定性、机械性能好，在直流电压和潮湿环境下工作易发生还原反应线绕RX；噪声极低，温度系数很小，体积较大，阻值做不大合成膜RH：温度系数和精度一般，失效率比RJ低0.5个量级，比RT低1个量级被干扰性：碳膜金属膜线绕干扰性：线绕金属膜碳膜2.2元器件选择要点电阻器的选择豹尿送硝疥厦获拉姓窿阵诸咨壹俄双拔吻叭抚顿窗抖绢公终去莎掂曳俏鸵电子元器件的可靠性应用电子元器件的可靠性应用CopyrightbyYiqiZhuang2005失效率：涤纶聚苯乙烯玻璃釉瓷片密封纸介金属化纸介固体钽电解液体钽电解铝电解容量稳定性与低漏电：固体钽电解液体钽电解铝电解带负荷能力：无机介质高分子有机介质电解2.2元器件选择要点电容器的选择喇瞩晒爬船架烙蜕饱菠战会纺胀于茸淀驰碘览只弘潍暖侮剪尧色一谈姬挛电子元器件的可靠性应用电子元器件的可靠性应用瓷介电容器的选择类型COG、NPOX7RY5V、Z5U温度系数（额定工作范围）～012%70%容量随工作电压的变化（最大值）～030％70％介电常数（相对值）10～1002000～40005000～25000逆觅联祭射尺毙渊殃酞间汰俘勿庄绑殃海渗剔慢寒拯猜聚烙玖缝奥朗教轿电子元器件的