浅谈电子元器件的使用可靠性

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【摘要】结合实际的产品设计，着重介绍在实际应用中选用电子元器件（以下简称元器件）的基本准则以及在使用中的注意事项，并给出如何提高电子元器件的使用可靠性合理建议。

【关键词】电子元器件；使用可靠性

电子元器件是组成产品的最基本的元素，元器件的可靠性是电子装备可靠性的基础，任何电子产品都是由许多元器件组成，因此没有可靠的元器件，即使设计再完美，产品的可靠性也很难提高。

通过质量检验部门对某产品问题的统计，分析时发现，元器件的品质问题，几乎占到所有产品问题的50%左右，可见，产品出现的问题，主要表现在元器件上，可以说元器件的品质和可靠性决定着产品的品质和可靠性。所以，为满足现代产品的高可靠性要求，除了加强可靠性设计外，首先必须从元器件选用、使用抓起，采取有效措施提高元器件的使用可靠性。以下就元器件问题进行分析和汇总。

1.元器件失效主要原因分析

1.1 设计不合理

根据元器件失效分析统计情况，电子元器件的失效，不仅仅是电子元器件本身的品质问题，还有些是由于设计不合理引起的。例如1：某产品在调试过程中发现晶振振荡不稳定，开始以为晶振本身有问题，对其进行更换后问题依然存在。由于晶振比较简单，只有供电电压和地，所以用示波器对其供电电压进行测试，发现其上的纹波比较大，然后给供电电压增加一个对地0.1μF的滤波电容，故障消失，这就是因为电路设计抗干扰的能力不够，导致晶振无法正常输出。例如2：TPS54312PWP芯片的功能是将+5V转换成+1.2V，在测试+1.2V输出电压时发现其输出电压只有+0.7V。对其进行仔细分析发现在输出+1.2V的引脚上给其加了一个1mH的电感，在调试中去掉后，+1.2V电压输出正常。后来分析可能是由于该电感的内阻太大，更换一个内阻很小的电感后，+1.2V输出正常。

1.2 人为因素

元器件在运输、检验、安装等情况下，都可以导致元器件的失效。据2006年《可靠性与质量信息》统计：各种不合理使用及人为损坏元器件造成的失效比例，在整个元器件失效比例中约占57.6%。所以一般在阅读器件的使用手册pdf时，凡有ESD CAUTION提示的，一般包括CMOS、电路、场效应管都必须注意静电防护，否则很容易击穿元器件。所以这些元器件在使用的过程中，必须具有严格的防静电措施，如配备防静电服，手套和胶皮等，同时在人工用电烙铁进行印制板焊接时，必须保证电烙铁的良好接地，必要时对装配工要佩戴防静电手镯，防止元器件被静电击穿，人为因素导致器件失效。

1.3 其它因素

有一次印制板重新排版后，装配完后进行调试，发现某个指标的精度不达标，而之前的印制板这项指标则达到了精度要求。对这种情况仔细分析、比较，才发现两次印制板的模拟地和数字地的排法不一样，一种是模拟地与数字地不分，统一按“地信号”进行排版；一种是模拟地与数字地之间通过一个3.3uH的电感进行隔离。

2.电子元器件的选用基本准则和建议

（1）元器件的技术标准（包括技术性能指标、质量等级）应满足装备要求；

（2）优先选择经实践证明质量稳定，可靠性高、有发展前途的标准元器件，优先选用已列入中国军用电子元器件质量认证委员会的QPL、QML中的产品，不允许选择淘汰品种和按规定禁用的元器件，型号工程有选用要求的优先选用；

（3）应最大限度地压缩元器件品种、规格和承制单位，提高器件的标准化程度；

（4）未经设计定型的元器件不能在交付的产品中使用；

（5）优先选择有良好的技术服务、有质量保证、供货及时、价格合理的承制单位的元器件，用户对关键元器件承制单位要进行质量认证并符合要求；

（6）在满足质量要求前提下，性能价格比相当时，应优先选择国产元器件；

（7）选择产品适用的元器件质量等级，并应满足产品设计的可靠性指标和规定的元器件选择最低质量等级要求，对于关键件可考虑选用较高的质量等级；分配可靠性指标高的产品，应选用质量等级高的元器件，可靠性预计手册中基本失效率高的元器件，应选用质量等级高的产品；

（8）对元器件的使用要实施降额（包括电流、电压功率）及降温的办法，同时应采取裕度设计、冗余设计来降低元器件的失效率，提高电子元器件的可靠性，从而提高整机的可靠性；

（9）在保证电路功能的前提下，应尽量用集成电路来替代分立器件；对于功率大于等于3瓦的元器件，应附加散热器，并保证期接触良好，以利散热；

（10）加强元器件的检验和老练筛选工作，在源头上杜绝不合格元器件，同时加强元器件的质量监督和品质跟踪。同时及时向器件制造商反馈元器件使用的信息；

（11）组织失效分析研讨会，交流元器件使用经验，加强对接触元器件的有关人员的培训；

（12）优先选用时间稳定性好，抗电磁干扰性能好、参数散布小的器件；

（13）应优先选用陶瓷、金属、玻璃封装的密封器件，塑料封装的不宜采用；

（14）应优先选择高集成度的微电子元器件；

（15）应优先选择功能强、体积小、重量轻、小功率的元器件；

（16）应尽量少用电位器、可变电容器；

（17）元器件输入引脚不应悬空、应根据具体情况接地或接高电平；

（18）在不得不选用超目录的元器件时，必须有足够的试验数据证明其可靠性，批准后方可使用；

（19）低功耗集成电路和低饱和压降的功率晶体管以减少发热元器件的数量。

3.结束语

元器件的使用可靠性应引起电路设计人员足够的重视，它是提高整机应用可靠性的关键。虽然不能改变每一个元器件的固有可靠性，但是正确合理的使用每一个元器件，会极大地提高其使用可靠性，从而提高整个产品的可靠性，也就提高了经济效益。

参考文献

[1]GJB/Z299C-2006电子设备可靠性预计手册[S].

[2]GJB3404-1998电子元器件选用管理要求[S].