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整機元器件的可靠性控制

文章出處:原創 編輯:admin 發表時間:2016-03-31
  一、 概述
  當今世界新技術革命的核心是電子信息技術,可以這樣講,誰掌握了電子信息技術的優勢,誰就掌 握了21 世紀的主動權,一個國家是這樣,對一個從事電子信息產業的單位也是如此。電子信息產品的高 技術性能和高可靠性是當今電子信息技術的兩個制高點,而電子整機的可靠性更是人們關注的焦點。民 用產品是這樣,軍用電子裝備更是如此。如何能為市場提供高技術性能、高可靠的電子整機是每一個從 事電子整機企業所關注的核心問題。電子產品的高技術性能、高可靠性是靠設計決定的。所以,加強整 機在研制過程的控制是達到上述問題的關鍵。眾所周知,整機是由元件器組成的,元器件的可靠性直接影響整機的可靠性,大量的電子整機故障統計表明,電子元器件失效在整機故障分布中占首位。美國HP 公司整機在保用期間發生故障的原因,75%來自于元器件,我國“七五”期間,軍用航空電子設備發生故障的原因,40%是由于設計不合理造成的。
  電子元器件的可靠性包括固有可靠性和使用可靠性兩個方面。固有可靠性是可靠性的基礎,沒有可靠的元器件,即使最完善的設計也不可能使整機系統的可靠性達到設計要求。元器件的固有可靠性一般是指元器件制造完成時所具有的可靠性,它取于元器件的設計、工藝、制造、管理和原材料性能等方面因素所決定;使用可靠性則指元器件用于整機系統時所具有的可靠性。他不僅與元器件的固有可靠性有關,而且與元器件從制造出廠至失效所經歷的工作與非工作條件有關。經常出現在相同元器件質量水平的基礎上,由不同單位,不同人使用,所表現的可靠性水平不同,這里面就有一個使用可靠性的問題。如果元器件使用過程中各種不適當的電、熱、機械和化學等應力的作用,將對元器件的可靠性造成嚴重影響。由于元器件制造水平不斷提高,新型元器件不斷出現,許多設計師還未能掌握新型元器件的使用方法,所以由于使用原因造成的失效在元器件失效中的比例居高不下,根據近年來國內外電子整機失效統計, 由于在元器件使用方面造成的失效一直在50%上下浮動,這一嚴重事實已引起人們的普遍關注,提出了進 一步開展可靠性研究的迫切要求,作為一名電子工程技術人員,學習和研究元器件使用可靠性,已成為
  一項重要的使命。
  隨著電子科學的飛速發展,整機系統的性能越來越優異,功能越來越齊全,結構越來越復雜,所用元器件越來越多,元器件已從過去的基礎技術,躍升為現代的核心技術。一代新型元器件的問世,預示著新一代整機系統的飛躍,沒有高可靠的電子元器件,就沒有高可靠高性能的大型電子系統。要保障整機系統的可靠性,就必須在整機研制過程中對元器件的質量進行控制。
  二、 元件器的質量等級、失效率等級及相關標準
  整機研制過程中的元件器質量控制,不應完全靠電路設計師獨立完成。因為在知識爆炸的時代,不可能要求一個電路設計師同時也是元器件方面的專家。因為元器件有上萬個品種,每種元器件都有特定的性能和使用要求,要做到合理選用元器件,通常要有元器件工程師,可靠性工程師與電路設計師配合共同完成。
  在整機系統的研制過程中,合理地選用元器件,不僅是保證整機系統功能和電性能的需要,而且是保證整機系統可靠性的一個重要環節,為保證整機系統的可靠性,在選用元器件時,不僅要考慮元器件的電性能參數要求,而且要考慮其質量水平和可靠性等級。高可靠等級的元器件比一般民品元器件價格高數十倍,所以要根據整機系統的重要程度,電性能要求,可靠性指標及經費情況綜合權衡確定。要做到合理的選擇和使用元器件,就必須對元器件的質量等級、失效率等級、篩選要求及相關標準有一個全面的了解。下面介紹與元器件可靠性有關的基礎知識:
  元器件的質量等級
  所謂“質量等級”是指元器件在制造、試驗、篩選過程中的質量等級,質量等級一般用質量系丌Q 表示。 不同質量系數的元器件對使用失效率所產生的影響不同,在整機系統的可靠性予計中,元器件的使用失效率可以簡單地用下式表示:入p= 入b(丌E . 丌Q . k) 。式中入p:使用失效率 入b:基本失效率 丌E:環境系數 丌Q:質量系數 k:其他影響因素(應用系數、種類系數等綜合因素)不同元器件有不同的質量等級,下面以集成電路為例,用表格的形式列出各種不同元器件的質量等級。
  國產集成電路的質量等級
  質量、質量系統等級
  質量要求補充說明
  單片電路混合電路

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此文關鍵詞: 整機元器件的可靠性控制

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