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1、前 言,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，而且多年来总是居高不下。针对这一人们普遍关注的严重事实，从对元器件的选择、控制及使用多方面对元器件的使用可靠性进行探讨，希望能对提高电子整机的可靠性起到有益的作用整机的可靠性是由设计决定的,为了尽量减少由于在元器件应用方面对可靠性的影响,必须从整机研发阶段开始,对元器件的选择与应用进行控制,来保证整机可靠性。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。使用可靠性则指元器件用于整机系统时所具有的
2、可靠性。他不仅与元器件的固有可靠性有关，而且与元器件的选择、控制与使用有关.,目录,一 现代质量观念 二 元器件的选择与控制三 元器件筛选技术四 微电子器件五 阻容元件六 其它元件,一、现代质量观念,质量定义：（1）按国标GB/T6583-92定义“反映产品或服务满足明确或隐含需要能力的特征和特征总和”。（2）按质量管理和质量保证国际标准汇编的质量定义“反映实体满足和潜在需要能力特征之总和”。（3）按ISO9000：2000版定义“质量是一组固有特征满足要求的程度”。,现代质量观念,现代质量观念认为:质量包含了产品的性能特性.专门特性.经济性.时间性.适应性和美学性等方面。是产品满足使用要求的
3、特性总和”。现代质量观念从以前主要追求性能特性到重观视专门特性,在有限的资源的约束下实现产品性能特性与专门特性的优化平衡, 从而达到核心效能和寿命周期用之阎间的权衡.,质量持性包含了产品的性能特性.专门特性.经济性.时间性.适应性等。是产品使用要求的特性总和.,整机产品质量定义为： 产品满足（用户）使用要求的特性总和。 质量持性=性能特性专门特性经济性时间性适应性。,请注意： 性能是产品质量的组成部分。它可用仪器设备测量其性能指标。 专门特性不仅仅指可靠性，还包括M、S、T等专业。 经济性、时间性、适应性也是产品质量的组成部分。而且现代质量观认为：经济性不仅仅指采购费用，而是“寿命周期费用;时
4、间性指按期交付;适应性是反映系统满足用户需求、符合市场需要的能力。产品“专门特性”概念的引出。专门特性=RS+M+T。这是现代系统工程的发展和用户在使用产品过程中实际需要而引出的。在专门特性中，最初用户只提对可靠性（R）的要求，就是现在，航天产品一般也不提维修性、保障性要求。但随着现代工程系统的复杂化，系统的专门特性显得越来越重要。例如工程系统的日益庞大和复杂、再加上应用环境的复杂和恶劣、持续无故障任务时间的加长、使用者生命安全受到强烈关注、市场竞争的激烈，一系列因素，促使用户认识到不仅要求产品可靠，而且要求出了故障好修，使用维护费用低、寿命长；作为研制方，也总希望投资小、周期短、研发一次成功
5、。而这些都与系统的专门 特性相关。,质量与可信性 质量通常要转化成有规定指标的特性，一般包括：,功能：指各项技术指标可信性：是一个集合性术语，表示可用性及其影响，仅用于非定量的一般描述，其指导思想是以预防为主，及早发现缺陷并采取纠正措施。可用性是在外外部资源得到保证的情况下，处于执行功能的能力，它是产品可靠性、维修性、测试性、维修保障性（简称四性）的综合反映。还应包括产品的安全性、经济性、美学性等。,开展可靠性工作的意义,可靠性定义: 按GB3187-82可靠性基本名词术语定义可靠性：在规定的条件和规定的时间内，完成规定功能的能力.可靠性与条件、时间、功能、能力四个要素有关,可靠性是一门系统科
6、学,综合科学和边沿科学.可靠性作为一门独立学科己为世人所属目.可靠性是产品的重要质量指标，可靠性工程与管理是研究产品可靠性的综合学科，各企业的领导，管理人员及全体工程技术人员迫切需要掌握的一门新学科。产品可靠性指标预计是可靠性工程重要工作项目之一,是可靠性设计可靠性分析可靠性实验等工作的基础.因此,国内外都投入大量人力资金进行这项工作.可靠性指标预计方法经过三十多年的应用和发展,已不仅仅被军品企业所采用.由于科技进步的速度越来越快,尤其是电子元器件水平与种类的迅速发展,传统的可靠性预计方法也不断遇到挑战.美国MIL-KDBK-217已经过7次更新到目前的F版本,我国的GJB299经过3次更新到
7、目前的GJB/Z299B.,当代可靠性理念,九十年代可靠性步入理念更新时期,改变了一些传统的可靠性工作方法, 一些经典理论也在被修政改.可靠性新思路对我们有很大启示,当代可靠性关注的主要要点有以下五个方面: 一.以无维修使用期取代原先的MTBF,改变随机失 效是无法避免的旧观念.二.对可靠性定义的再认识,从故障定时,到故障定数,就是系统有几个功能故障.三.从故障修理转移到计划预防维修.四.向在产品寿命周期内不出现致命故障方向迈进.五.可靠性与经济承受性,一一,可靠性管理与一般质量管理的关系,可靠性是产品的重要质量指标，可靠性工程与管理是研究产品可靠性的综合学科，各企业的领导，管理人员及全体工程
8、技术人员迫切需要掌握的一门新学科。可靠性管理包括:组织机构建立.保证大纲制订与实施. 方针政策. 目标与规划.监督与控制.标准与法规. 培训与情报.信息收集与交换.用户服务等.可靠性系统工程是可靠性工程（R）、维修工程（M）和保障工程（S）在上世期60年代发展的基础上，到90年代趋向综合化，主要表现在指标的综合和工程的综合上，从而形成一门新学科可靠性系统工程，即研究产品全寿命、周期过程同故障作斗争的工程技术。,可靠性管理新模式,一. 推行综合产品和过程研制管理(IPPD)(IPPD)是一种从产品方案论证与确定系统设计.生产.直至使用和保障的各种活动同时综合起来的一种科学管理过程.二. 推行并行
9、工程在产品设计和研制期间,同时考虑用于管理.研制.制造.验证.试验.安装.使用.维修.保障等过程技术及可能发生情况对策三.实施网化管理,二.电子元器件的选择、控制,电子元器件的选择和控制是保障元器件合理应用的重要环节,由于电子元器件的选择和控制是一个多学科的任务,要求电路设计师独立完成是不现实的.通常应有可靠性工程师.元器件工程师及物资采购人员配合共同完成,（1）元器件的质量等级（2）元器件的可靠性等级（3）“七专”元器件（4）元器件的选择原则（5）元器件的验收规则（6）元器件的存储期与超期复验（7）元器件可靠性保证大纲（8）研制整机元器件的控制,1、元器件的质量等级,所谓“质量等级”是指元器
10、件在制造、试验、筛选过程 中的其质量控制等级，质量等级的主要依据是采用的标准.质量系数丌Q则反映不同质量等级的元件器其失效率的差 异程度.国产元器件的质量系数丌Q应桉GJB/Z299B;美国元器件 桉MIL一KDBK一217F(电子设备可靠性予计手册)计算.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)入p：使用失效率 入b：基本失效率：式中 ：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),集成电路工作失效率,Q: 质量系数 T：温度应力系数 V：电压应力系数 E：环境系数 L：成熟系数 C1. C2：电路复
11、杂度失效率 C3：封装复杂度失效率,以上失效率模型包括了单片双极与MOS数字.模拟电路.存储器可编程只读存储器PROM失效率模型为：,pQC1.T.V.PT+(C2+C3)EL 式中:PT为PROM只读存贮器的工艺系数,pQC1.T.V.+(C2+C3)EL,国产半导体分立器件质量等级,国产单片集成电路的质量等级,混合集成电路的质量等级,美国半导体分立元件的质量等级,美国集成电路的质量等级,国产元件的质量等级,固体钽电容器的质量等级,液体钽电容器的质量等级,铝电解电容器的质量等级,2、元器件的失效率等级,元器件的可靠性，常用失效比例来测定，比较容易理解的是平均失效率。 平均失效率=失效产品的百
12、分比/工作时间。,失效率等级,失效率等级是指在未计算环境应力. 性能结 构.质量系数等.仅计算温度和电应力作用的失效率,失效率（t）,电子元器件的失效率，一般用瞬时失效率表示.为了比较容易理解，常用失效比例来测定。它的表示公式为：例如：某型号的电容器平均失效率为1%/1000小时时，它的意思是100只电容器使用1000小时，平均有一只失效，失效率为110-5 /元件小时。,工作失效率p 工作失效率是元器件在应用环境下的失效率。工作失效率不仅考虑温度与电应力而且还包括质量控制等级、环境应力、应用状态、功能额定值和种类、结构等影响。一般元器件（除集成电路）的失效率模型是p与其它们一系列修正因子的乘
13、积。,基本失效率b 基本失效率b是电子元器件在电应力和温度应力作用下的失效率，是未计算其质量控制等级，环境应力、应用状态、功能额定值和种类，结构等影响因素，只计算温度和电应力比影响时的失效率。具体数据可查GJB299电子设备可靠性予计手册。通用失效率G通用失效率是指元器件在某一环境类别中，在通用环境温度和常用工作应力下的失效率。在元器件计数可靠性予计中一般使用通用失效率。通用失效率G可从GJB299电子设备可靠设计手册中的5.2节中查找各类元器件在该环境类另下的通用失效率。,3、“七专”元器件,所谓“七专”是指凡是“七专”元器件都必须专技（专门制定技术条件,如果供货合同没有特别要求,一般桉现行
14、标准供货）；专料（经过认定合格的材料）；专线（专门设立高可靠元器件生产线）；专人（从生产线挑选技术最好的生产人员组成）；专检（用最先进的检测方法专人进行检验）；专卡（要求每个元器件有跟踪卡片每道工序都要在卡片上填写操作者姓名）；专筛（针对每种元器件的失效机理制定筛选条件进行筛选）。,“七专”元件器标准,QZJ84061、840611A 半导体二、三极管“七专”技术条件 QZJ840614 半导体数字电路“七专”技术条件 QZJ840615 半导体模拟集成电路“七专”技术条件 QZJ840616 混合集成电路电路“七专”技术条件 QZJ84062434 电子元件“七专”技术条件（阻容元件部分）
15、QZJ84061718 电磁继电器、温度继电器“七专”技术条件 QZJ84061920 低频插头座、高频插头座“七专” 技术条件 QZJ840621 石英晶体“七专”技术条 QZJ840623 铁氧体罐形磁芯“七专”技术条件,4、元器件的选择规则,（1）尽量选用列入合格产品清单（QPL）的元器件 （2）尽量选用优选元器件清单的产品（PPL） （3）正确选择元器件的质量等级 （4）尽量选用标准和通用元器件，慎重选用新品种和非标元器件 （5）在提供元器件清单时，必须弄清楚元器件标志的含义，防止采购回来的元器件不符合整机系统的可靠性要求 （6）封装形式的选择 （7）航天、航空及高可靠电子系统的选择,5.元器件的验收规则,（1）到货元器件应与合同的供货单位，供货名称、规格、数量、质量等级等相符合 （2）进行外观验收，外观验收应包括：外观有无破损、伤痕、霉点等；标志是否清晰、牢固；出厂日期是否超期；质量文件是否完备，包装是否符合要求 （3）进行常温电参数测试 （4）按规定进行环境试验及高低温试验 （5）恢复包装出示检验合格凭证 （6）“七专”元器件验收按规定执行,
