电子系统可靠性设计电子元器件的可靠性选用ppt课件.pptx
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1、 电子元器件的可靠性选用电子元器件的可靠性选用 电子系统可靠性设计电子系统可靠性设计 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 电子元器件的可靠性选用电子元器件的可靠性选用2.1 元器件可靠性等级元器件可靠性等级2.2 元器件选择通则元器件选择通则2.3 电阻器的选用电阻器的选用2.4 电容器的选用电容器的选用2.5 二极管的选用二极管的选用2.6 晶体管的选用晶体
2、管的选用2.7 集成电路的选用集成电路的选用2.8 元器件降额使用元器件降额使用 电子元器件的可靠性选用电子元器件的可靠性选用 电子系统可靠性设计电子系统可靠性设计 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2.1 元器件可靠性等级元器件可靠性等级电子元器件是电子电子元器件是电子系统系统硬件的最基本单元硬件的最基本单元电子元器件的可靠性很重要电子元器件的可靠性很重要电
3、子元器件在研制、生产时电子元器件在研制、生产时: 有一套的保证可靠性的措施和手段有一套的保证可靠性的措施和手段电子元器件的不可维修:电子元器件的不可维修: 绝大多数绝大多数元器件都是不可维修的,元器件都是不可维修的, 一旦失效,必须更换一旦失效,必须更换本章研究:本章研究:利用厂家提供的电子元器件,设计出利用厂家提供的电子元器件,设计出高高可靠性的系统可靠性的系统 电子元器件的可靠性选用电子元器件的可靠性选用 电子系统可靠性设计电子系统可靠性设计 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,
4、蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2.1.1 元器件可靠性标准元器件可靠性标准1. 选择电子元器件的意义选择电子元器件的意义元器件的固有可靠性:元器件的固有可靠性:电子元器件在制造过程中,由制造厂家保证的可靠性电子元器件在制造过程中,由制造厂家保证的可靠性工程实践表明:工程实践表明: 即使使用高固有可靠性的元器件,也不一定做出高可即使使用高固有可靠性的元器件,也不一定做出高可靠性的产品靠性的产品很多时候电子元器件的失效:很多时候电子元器件的失效:不是因为电子元器件的固有可靠性不高,不是因为电子元器件的固有
5、可靠性不高, 而是而是设计者的选择和使用不当设计者的选择和使用不当造成的造成的资料表明:资料表明: 由于元器件的由于元器件的使用不当(使用不正确)使用不当(使用不正确), 造成的元器件失效占所有元器件失效的造成的元器件失效占所有元器件失效的50% 电子元器件的可靠性选用电子元器件的可靠性选用 电子系统可靠性设计电子系统可靠性设计 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的
6、生物2. 电子元器件的标准电子元器件的标准按照按照级别级别分类:分类: 1)国家级标准国家级标准 国家标准国家标准GB,简称,简称国标国标 国家军用标准国家军用标准GJB,简称,简称国军标国军标 早期的国家军用标准:早期的国家军用标准:七专技术条件七专技术条件QZT, 指专批、专技、专人、专机、专料、专检、专卡指专批、专技、专人、专机、专料、专检、专卡 2)行业级标准行业级标准 行业标准、行业军用标准行业标准、行业军用标准 电子、航天、航空等行业制定的,电子、航天、航空等行业制定的,适合本行业适合本行业的标准的标准 3)企业级标准企业级标准 企业标准、企业军用标准企业标准、企业军用标准 电子元
7、器件的可靠性选用电子元器件的可靠性选用 电子系统可靠性设计电子系统可靠性设计 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物按照按照类型类型分类:分类: 1)规范规范 产品规范产品规范: 包括元器件的包括元器件的总规范总规范和和详细规范详细规范 总规范,又称通用规范总规范,又称通用规范: 指对指对某一类某一类元器件的质量控制规定的元器件的质量控制规定的共性要求共性要求 详
8、细规范详细规范: 对某类元器件的对某类元器件的一个或一系列型号一个或一系列型号规定的具体性规定的具体性能和质量控制要求能和质量控制要求 电子元器件的可靠性选用电子元器件的可靠性选用 电子系统可靠性设计电子系统可靠性设计 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物国军标和国标规定的元器件的总规范:国军标和国标规定的元器件的总规范: 电子元器件的可靠性选用电子元器件的可靠
9、性选用 电子系统可靠性设计电子系统可靠性设计 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2)标准标准指可靠性试验方法、测量检验规范、失效分析方法、质指可靠性试验方法、测量检验规范、失效分析方法、质量保证大纲、生产线认证标准、元器件材料和零件标准、量保证大纲、生产线认证标准、元器件材料和零件标准、型号命名标准、文字和图形符号标准等型号命名标准、文字和图形符号标准等国标和
10、国军标规定的元器件可靠性标准:国标和国军标规定的元器件可靠性标准: 电子元器件的可靠性选用电子元器件的可靠性选用 电子系统可靠性设计电子系统可靠性设计 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物3)指导性技术文件指导性技术文件 指导正确选择和使用元器件的指南、指导正确选择和使用元器件的指南、 用于电子设备可靠性预计的手册、用于电子设备可靠性预计的手册、 元器件系列型号
11、目录等元器件系列型号目录等 电子元器件的可靠性选用电子元器件的可靠性选用 电子系统可靠性设计电子系统可靠性设计 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2.1.2 元器件质量等级元器件质量等级国标和国军标规定的国标和国军标规定的失效率等级代号失效率等级代号: 电子元器件的可靠性选用电子元器件的可靠性选用 电子系统可靠性设计电子系统可靠性设计 我吓了一跳,蝎子是多么丑
12、恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物元器件的质量:元器件的质量: 元器件在设计、制造、筛选过程中形成的品质特征,元器件在设计、制造、筛选过程中形成的品质特征,可通过质量认证试验确定可通过质量认证试验确定元器件的质量等级:元器件的质量等级: 元器件装机使用前,按产品执行标准或供需双方的元器件装机使用前,按产品执行标准或供需双方的技术协议,在制造、检验及筛选过程中其技术协议,在制造、检验及
13、筛选过程中其质量的控制等质量的控制等级级,用于表示元器件的,用于表示元器件的固有可靠性固有可靠性。 具有相同物理结构、功能和技术指标相同的元器件,具有相同物理结构、功能和技术指标相同的元器件,可能具有不同的质量等级可能具有不同的质量等级 电子元器件的可靠性选用电子元器件的可靠性选用 电子系统可靠性设计电子系统可靠性设计 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物国军标
14、中规定的质量保证等级:国军标中规定的质量保证等级: 电子元器件的可靠性选用电子元器件的可靠性选用 电子系统可靠性设计电子系统可靠性设计 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2.1.3 元器件质量认证元器件质量认证质量认证的内容:质量认证的内容:1. 对元器件生产单位对元器件生产单位质量保证能力质量保证能力的评定;的评定;2. 对生产的元器件,进行对生产的元器件,
15、进行鉴定或考核鉴定或考核,如果合格,列入如果合格,列入合格制造商目录合格制造商目录, 或或合格产品目录合格产品目录 电子元器件的可靠性选用电子元器件的可靠性选用 电子系统可靠性设计电子系统可靠性设计 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我国军用电子元器件的质量认证:我国军用电子元器件的质量认证: 电子元器件的可靠性选用电子元器件的可靠性选用 电子系统可靠性设计电
16、子系统可靠性设计 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2.1.4 元器件质量等级的选择元器件质量等级的选择选择元器件的质量等级,考虑四个方面:选择元器件的质量等级,考虑四个方面:使用更高的质量等级使用更高的质量等级可靠性分配指标高可靠性分配指标高的器件,使用更高的器件,使用更高的质量等级的质量等级 电子元器件的可靠性选用电子元器件的可靠性选用 电子系统可靠性设计
17、电子系统可靠性设计 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物使用时应依据使用时应依据 II III顺序选用:顺序选用: I:建立了相应的军用规范,并列入军用电子元器件:建立了相应的军用规范,并列入军用电子元器件合格制造商目录、合格产品目录合格制造商目录、合格产品目录的产品,属于高可靠的产品,属于高可靠产品产品 II:已通过军标要求的部分或全部试验和检验要求:已通过军
18、标要求的部分或全部试验和检验要求(包括(包括100%筛选、质量一致性检验等)的产品,属于筛选、质量一致性检验等)的产品,属于准高可靠产品准高可靠产品 III:由各个厂家自行认定、没有经过高可靠性试验:由各个厂家自行认定、没有经过高可靠性试验的一般产品,属于非高可靠产品的一般产品,属于非高可靠产品 电子元器件的可靠性选用电子元器件的可靠性选用 电子系统可靠性设计电子系统可靠性设计 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是
19、我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 2.2 元器件选择通则元器件选择通则2.2.1 综合考虑综合考虑1. 易产生可靠性问题的元器件易产生可靠性问题的元器件 1)对外界应力敏感的元器件)对外界应力敏感的元器件 CMOS电路电路: 输入阻抗高,对静电、浪涌、电磁干扰敏感输入阻抗高,对静电、浪涌、电磁干扰敏感 小信号放大器小信号放大器: 例如高精度运算放大器、无线接收电路的放大电路例如高精度运算放大器、无线接收电路的放大电路 对过电压、浪涌电流、噪声、电磁干扰敏感对过电压、浪涌电流、噪声、电磁干扰敏感 塑料封装器件塑料封装器件: 构成塑料的树脂材料有构成塑料的树脂材料有吸湿特性吸
20、湿特性,与硅芯片材料、金属管,与硅芯片材料、金属管脚材料的脚材料的热性能相差较大热性能相差较大 对对湿气、热冲击、温度循环湿气、热冲击、温度循环敏感敏感 电子元器件的可靠性选用电子元器件的可靠性选用 电子系统可靠性设计电子系统可靠性设计 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2)工作应力接近电路最大应力的器件)工作应力接近电路最大应力的器件 有时,即使工作应力只是
21、接近极限应力,也会给元器件带来有时,即使工作应力只是接近极限应力,也会给元器件带来隐隐性损伤性损伤。 功率器件功率器件:功率接近极限值:功率接近极限值 高压器件高压器件:电压接近极限值:电压接近极限值 电源电路电源电路:电压和电流接近极限值:电压和电流接近极限值 高频器件高频器件:频率接近极限值:频率接近极限值 超大规模芯片超大规模芯片:功耗接近极限值:功耗接近极限值3)频率与功率都大的器件)频率与功率都大的器件 功率越大、频率功率越大、频率越高越高,则元器件,则元器件温度越高温度越高、寿命越短寿命越短、越、越容易容易失效失效 时钟输出电路时钟输出电路:在整个电路中频率最高,且要驱动几乎所有数
22、字:在整个电路中频率最高,且要驱动几乎所有数字电路模块电路模块 总线控制与驱动电路总线控制与驱动电路:驱动能力强,频率高:驱动能力强,频率高 无线收发电路中的发射机无线收发电路中的发射机:功率和频率接近极限值:功率和频率接近极限值 电子元器件的可靠性选用电子元器件的可靠性选用 电子系统可靠性设计电子系统可靠性设计 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2.选择高可
23、靠性元器件的要素选择高可靠性元器件的要素1) 极限电特性极限电特性 元器件能经受最大施加的电应力元器件能经受最大施加的电应力2) 工作温度范围工作温度范围 元器件的额定工作温度范围应元器件的额定工作温度范围应等于或宽于等于或宽于所要经受的工作温所要经受的工作温度范围度范围3) 工艺质量与可制造性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能与设备组装工艺条件相容4) 稳定性稳定性 在温度、湿度、频率、老化等变化的情况下,参数变化在在温度、湿度、频率、老化等变化的情况下,参数变化在允许允许的范
24、围内的范围内 电子元器件的可靠性选用电子元器件的可靠性选用 电子系统可靠性设计电子系统可靠性设计 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物5) 寿命和失效率寿命和失效率 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,环境适应性,满足系统的工作环境满足系统的工作环境 注意元器件工作环境的温度、湿度
25、、振动、粉尘、电源波动、注意元器件工作环境的温度、湿度、振动、粉尘、电源波动、电磁干扰,包括特殊环境:潮热、盐雾、沙尘、酸雨、霉菌、辐电磁干扰,包括特殊环境:潮热、盐雾、沙尘、酸雨、霉菌、辐射、高海拔等射、高海拔等7) 失效模式失效模式 对元器件的典型失效模式和失效机理有充分了解对元器件的典型失效模式和失效机理有充分了解 失效模式失效模式:开路、短路、参数漂移等:开路、短路、参数漂移等 失效机理失效机理:元器件失效的物理原因:元器件失效的物理原因 失效模式分布失效模式分布:一种元器件,可能有多种失效模式,不同失效:一种元器件,可能有多种失效模式,不同失效模式出现的概率不一样模式出现的概率不一样
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