电子元器件的可靠性分析

电子元器件的可靠性分析

于高明,于大军

( 山东省, 威海市, 文登齐日电子有限公司, 264400 )

摘要：随着我国科技水平和我国电子信息技术的快速发展，在实施一类设备电路系统的规划设计时，所有的电子元器件通过相互连接来构成一个有机的整体，确保电路可以稳定工作，保证其构成的电子装置和设备能够正常地发挥其功能。运行过程的可靠程度属于所有电子元器件装置工作的关键以及基础。对电路的整体系统来讲，假如其中某个电子元器件无法正常发挥其功能，这时就会造成系统全面处于瘫痪的状态。因此相关电路系统的规划设计人员需要对于电子元器件工作过程的可靠性指标予以高度的重视，随后借助科学合理的选择及设计过程，提升电子元器件使用过程中的可靠性和稳定性，确保电路系统的整体功能得到正常发挥，有益于电子系统整体的稳定和工作的安全。

关键词：电路系统设计；电子元器件；工作过程可靠程度

引言

元器件是现代工业领域各类设备的物资基础，对实现产品的性能及关键指标起到重要作用。近年来，西方持续对华设置贸易壁垒，限制高科技及基础产品进口。由于我方相关集成电路、微波器件、半导体分立器等部分器件在一定程度上依赖进口，随着国外管控逐步加严，可能存在以下风险。

1电子元器件筛选及质量控制的意义

电子元器件是电子行业的重要产品基础，相关产品在国际市场占有率达30%以上，改革开放后，我国制造业蓬勃发展，铝电解电容器等高端产品生产规模接近国际水平，但随着全球化的发展，国外高端企业对我国电子元器件行业造成冲击。电子元器件是制造业产品的重要部分，研究分析其对最终产品质量的影响，及使用前确定其筛选、控制的方法，具有长远发展意义。

2电子元器件发生失效情况的主要原因

主要问题即为元器件的接触不良、带电插拔、静电产生等因素。多数电路系统中的相关保护方式均为接零，也就是说连接地线与零线，这样就能符合其实际运行的标准。不过针对电子元器件来讲，电路系统在规划设计的过程中进行安装测试的情况下，需要实施接地保护操作，也就是将零线与地线分离。不过在实际的执行过程中，某些操作人员没有重视相关问题，使得该电子元器件发生失效的情况。电子元器件单元在其安装过程中，有可能伴随应力的产生。为此如果安装的过程中操作方式不合理，伴随出现的各类应力就可能对相应的电子元器件带来不必要的损伤。安装的时候也有可能给元器件单元带来碰撞方面的损伤，因此选取科学合理的安装方法对于电子元件使用过程的可靠性非常重要。

3电子元器件实际应用可靠程度提升的办法

3.1元器件国产化过程控制

一是单机设计与元器件选用不同步开展，新研元器件无法实现广泛而深入地推广应用，元器件选用独立评价要求不落实不落地。二是为减少技术风险对研制进度的影响，整机单位在选用国产元器件时多倾向原位替代。由于很多国产化元器件交付批量少、用户少，国内元器件相较进口原器件存在功能性能差异，会造成时序或电压波动，一致性与稳定性差。三是少部分国产器件在装联适应性、热设计、环境适应性、可靠性等方面存在不足，即使开展性能、环境适应试验等应用验证也无法辨识出接口管脚、制造工艺、键合搭丝等问题，部分新研元器件性能还不能适应整机的性能需求或力、热等环境试验考核。四是电子元器件检测充分性与覆盖性不全，以至于可能存在缺陷并不被发现，即使器件出厂测试合格，仍可能存在缺陷，个别器件若出现问题，可能影响单机研制或项目研制进度。

3.2硬度分析

在平断口、颈缩断口附近和远离断口的区域截取块状试样，磨抛后测试硬度，平断口硬度小于颈缩断口硬度，远离断口的基体硬度略大于断口附近的硬度。这是由于平断口受高温作用发生再结晶、残余内应力减小、硬度较小；颈缩断口受拉应力作用发生较大塑性变形、内应力增大、硬度较大。

3.3电子元器件的质量控制

电子元器件行业客户对质量要求高，增加企业对质量管理的难度，目前质量控制方面存在很多问题，主要包括质量相关工艺流程复杂，检验人员工作任务繁重，大量质量数据报告无法自动生成等。产品质量与生命周期息息相关，原材料检验到成品质量把关环节控制关系到产品质量性能，电子元器件工艺流程复杂，生产构成分为许多细小业务活动，合理安排其信息流转管辖到产品质量。目前企业生产信息依赖于纸质文档传递，各部门无法及时获得准确的生产信息，信息延误导致无法有效处理质量问题。产品质量控制依赖于对工序控制，产品质量问题在工序间层层传递，如在工序层面有效控制产品质量可以降低产品不合格率，对企业质量管理产生很大影响。电子元器件企业质控停留于事后检验，对质控单纯体现在数据满足要求，有时质量数据不能反映出质量问题。目前企业工序质量控制有很大改进空间，如何寻找问题根源对企业质量管理意义重大。电子元器件是典型多品种批量生产，企业总体订单量大，检验工作非常繁重。产品质量问题控制停留于检验数据量表层，信息依赖于质检部门人员查阅生产信息载体效率低。越来越多的客户要求企业提供质检报告便于找到问题根源等。使用前对元器件的质量控制尤为重要。

结语

针对该电子元器件缺陷检测系统具有方便快捷的优势，不必对待测元器件特征数据与所有元器件缺陷数据作一一比对，对于缺陷检测时间的缩短有十分明显的积极意义，此外，还可以很好地提高元器件缺陷检测效率，很大地解决了人工识别错误率高的问题。电子元器件应有严格的筛选条件，电子元器件筛选是耗时费力投入大的实验，希望研究高效率的实验手段替代目前电老化筛选实验，通过可靠性筛选剔除早期失效器件，获得更大的经济效益。

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