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整机元器件的可靠性控制

文章出处:原创 编辑:admin 发表时间:2016-03-31
  一、 概述
  当今世界新技术革命的核心是电子信息技术,可以这样讲,谁掌握了电子信息技术的优势,谁就掌 握了21 世纪的主动权,一个国家是这样,对一个从事电子信息产业的单位也是如此。电子信息产品的高 技术性能和高可靠性是当今电子信息技术的两个制高点,而电子整机的可靠性更是人们关注的焦点。民 用产品是这样,军用电子装备更是如此。如何能为市场提供高技术性能、高可靠的电子整机是每一个从 事电子整机企业所关注的核心问题。电子产品的高技术性能、高可靠性是靠设计决定的。所以,加强整 机在研制过程的控制是达到上述问题的关键。众所周知,整机是由元件器组成的,元器件的可靠性直接影响整机的可靠性,大量的电子整机故障统计表明,电子元器件失效在整机故障分布中占首位。美国HP 公司整机在保用期间发生故障的原因,75%来自于元器件,我国“七五”期间,军用航空电子设备发生故障的原因,40%是由于设计不合理造成的。
  电子元器件的可靠性包括固有可靠性和使用可靠性两个方面。固有可靠性是可靠性的基础,没有可靠的元器件,即使最完善的设计也不可能使整机系统的可靠性达到设计要求。元器件的固有可靠性一般是指元器件制造完成时所具有的可靠性,它取于元器件的设计、工艺、制造、管理和原材料性能等方面因素所决定;使用可靠性则指元器件用于整机系统时所具有的可靠性。他不仅与元器件的固有可靠性有关,而且与元器件从制造出厂至失效所经历的工作与非工作条件有关。经常出现在相同元器件质量水平的基础上,由不同单位,不同人使用,所表现的可靠性水平不同,这里面就有一个使用可靠性的问题。如果元器件使用过程中各种不适当的电、热、机械和化学等应力的作用,将对元器件的可靠性造成严重影响。由于元器件制造水平不断提高,新型元器件不断出现,许多设计师还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,根据近年来国内外电子整机失效统计, 由于在元器件使用方面造成的失效一直在50%上下浮动,这一严重事实已引起人们的普遍关注,提出了进 一步开展可靠性研究的迫切要求,作为一名电子工程技术人员,学习和研究元器件使用可靠性,已成为
  一项重要的使命。
  随着电子科学的飞速发展,整机系统的性能越来越优异,功能越来越齐全,结构越来越复杂,所用元器件越来越多,元器件已从过去的基础技术,跃升为现代的核心技术。一代新型元器件的问世,预示着新一代整机系统的飞跃,没有高可靠的电子元器件,就没有高可靠高性能的大型电子系统。要保障整机系统的可靠性,就必须在整机研制过程中对元器件的质量进行控制。
  二、 元件器的质量等级、失效率等级及相关标准
  整机研制过程中的元件器质量控制,不应完全靠电路设计师独立完成。因为在知识爆炸的时代,不可能要求一个电路设计师同时也是元器件方面的专家。因为元器件有上万个品种,每种元器件都有特定的性能和使用要求,要做到合理选用元器件,通常要有元器件工程师,可靠性工程师与电路设计师配合共同完成。
  在整机系统的研制过程中,合理地选用元器件,不仅是保证整机系统功能和电性能的需要,而且是保证整机系统可靠性的一个重要环节,为保证整机系统的可靠性,在选用元器件时,不仅要考虑元器件的电性能参数要求,而且要考虑其质量水平和可靠性等级。高可靠等级的元器件比一般民品元器件价格高数十倍,所以要根据整机系统的重要程度,电性能要求,可靠性指标及经费情况综合权衡确定。要做到合理的选择和使用元器件,就必须对元器件的质量等级、失效率等级、筛选要求及相关标准有一个全面的了解。下面介绍与元器件可靠性有关的基础知识:
  元器件的质量等级
  所谓“质量等级”是指元器件在制造、试验、筛选过程中的质量等级,质量等级一般用质量系丌Q 表示。 不同质量系数的元器件对使用失效率所产生的影响不同,在整机系统的可靠性予计中,元器件的使用失效率可以简单地用下式表示: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:环境系数 丌Q:质量系数 k:其他影响因素(应用系数、种类系数等综合因素)不同元器件有不同的质量等级,下面以集成电路为例,用表格的形式列出各种不同元器件的质量等级。
  国产集成电路的质量等级
  质量、质量系统等级
  质量要求补充说明
  单片电路混合电路

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