电子元器件的可靠性筛选研究

电子元器件的可靠性筛选研究

张成伟

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摘要：近年来，随着社会建设的不断发展，电子元器件成为系统和组件的重要组成部分，提高电子元器件的可靠性是系统可靠运行的基础。在对产品发布之前需要对其可靠性的性能进行评估，因此需要对其进行可靠性试验。然而，在正常条件下对其进行试验所花费的成本是巨大的，特别是军用装备，可靠性要求更为严苛。因此需要研究一些试验方法来测试其可靠性指标。本文主要对常用的可靠性试验方法进行了介绍，包括高加速寿命试验、可靠性增长实验、加速寿命试验等可靠性试验方法，并对可靠性试验方法进行了总结和展望。

关键词：电子元器件；可靠性；筛选

引言

随着电子信息技术的快速发展，它被普遍地应用于航空、航天、国防和社会经济等各个领域，电子元器件在电子设备系统中的影响力早已从以前的基础技术跃升为核心技术。电子设备是由元件组成的，而电子元件的质量直接影响着电子设备的特性和稳定性。根据国内和国际的统计数据，70%的普通设备故障是由普通部件的故障造成的。对经常发生故障的部件进行分析表明，大约45%的故障是由部件的安装方式引起的。这一比例在最近几年一直很高，需要加以注意。考虑到所有设备普遍存在的高故障率，电子可靠性筛选是最适合电子元件的选择方法，从机电系统的特点出发考虑电子元件的稳定性。稳定性选择是对没有故障、特性良好的电子元件进行的非破坏性实验，而对于有潜在故障的电子元件，应力激励项能够令其潜在故障被激活，从而导致故障，进而使其电子元件被淘汰。

1正确选择、使用元器件的重要性

固有可靠性元器件的固有可靠度取决于元器件制造商的水准，元器件是整个机器的重要组成部分，固有可靠性缺陷会导致元器件本质失效，因此要确保元器件的稳定工作，就必须从元器件的设计、固有可靠性选择和生产过程中的质量控制开始。从统计数据来看，元器件故障主要是由固件损耗引起的，大部分故障是因为固件不稳定，在使用时不能适应使用环境而发生故障。元器件的稳定性是影响产品使用性能的关键因素。在选用元器件时，应特别重视元器件的固有稳定性，以达到最佳效果。使用可靠性使用可靠性主要依赖于元器件的分配和使用者所使用的产品。目前，元器件内在可靠性的提高和生产技术的迅速发展，使元器件的种类越来越多，其功能也变得更多样化。然而，某些不适宜的使用环境，加之使用者对其运用的认识不足，对某些应用功能和概念也不够了解，因此在实际使用中会遇到许多问题。使用者选择、采购或使用不当是造成元器件失效的一个重要因素，因此人们必须对使用的可靠性给予更多的关注。

2筛选方案的设计原则

2.1温度原则

电子元件的选择应在实验室条件下进行，即温度为15～35℃，相对湿度为20%～80%，空气压力为8.66×104~10.66×104Pa。静电敏感元件在整个复检和选型过程中必须采取严格的静电维护措施，以防止元件上静电造成的任何危害。在重新检查和选择过程中，应分析那些不能完全发挥作用的电路常见故障，分析结果应被用来识别批次问题，所有存在批次问题的电路元件都应被移除。如果不能确保测试元件的可焊性，在测试期间用高纯度氮气维护元件是很重要的。没有经过测试选择的电路应该用制定的选择项目进行单件测试。项目完成后，对整个选拔过程进行评估，以确定选拔过程的条件是否适合后续的批量选拔。

2.2故障检测原则

应进行常见故障剖析，以确定由于制造缺陷、常见设备故障和筛选过程中EOS的超负荷而造成的常见故障。故障可分为“批量故障”和“单个故障”，前者可以通过选择来清除，后者只能通过批量来清除。对于选型过程中出现的典型部件共性故障或功能故障，应将选型和共性故障剖析合并，以明确共性故障模式为批量，共性故障为批量共性故障。

3提高元器件使用可靠性的措施

3.1加强元器件的检测与筛选

即使元器件装配工艺科学、产品设计合理，但其安全性、可靠性仍受到诸多因素的制约。对元器件进行筛选与测试，可以有效剔除早期失效元器件。在测试电路功能时，可采用功能测试、交流参数测试、直流参数测试，增加高温参数测试、低温参数测试、温度循环测试、电老炼测试或高温电老炼测试等方法确保器件的可靠性。同时，元器件使用方应与生产方增进沟通，使生产方了解自身使用要求及条件，增进对元器件的测试覆盖性，以确保元器件的可靠性。在电子元器件的筛选中，要注意质量控制，统筹兼顾，科学选择，简化设计，合理运用元器件的性能参数，发挥电子元器件的功能作用。在进行元器件的老化筛选时，应人为制造元器件早期工作条件，使元器件处在模拟的工作状态下，把早期失效的产品在使用前剔除，以提高产品的可靠性。检测前，应对电子元器件检测中常见问题及解决方案有一个全面的了解。要求有多种通用或专门测试仪器，针对一般性的电子设计或电子设备中使用的元器件，应运用万用表等普通仪表检测。在使用万用表进行检测时，要注意万用表的使用要求，正确地使用。

3.2严格元器件生产检测设备监督管理

在电子产品使用中，要加强对产品的保护，加强对其使用的监督，并对其使用状况进行详细记录，及时发现潜在的危险，并采取相应的对策。企业在生产过程中应该加强对设备的维护，着重对其使用状况进行监督检查，并对其异常状况原因进行记录和分析，为今后的维修工作提供依据。强化元器件产品质量监管，各有关部门要随时监控、处理零部件的质量问题，对使用中的设备问题进行早期发现、处理，并定期向质检部门发送设备使用状况报告。对设备进行维修时，要把因设备故障造成的元器件质量问题分析清楚，明确涉及的元器件牌号批次，对各批次的失效情况进行细致地分析记录，并以此判定某批产品的可靠性，必要时对涉及的问题元器件进行召回，以确保使用方使用的元器件的可靠性。

3.3加速寿命试验和加速老化试验

在许多情况下，ALT可能是评估产品是否满足预期的长期可靠性要求的唯一可行方法。ALT试验可以使用三种不同的方法进行。第一种方法是在正常操作条件下加速设备的“使用”，例如在典型的一天中只使用一小部分时间的产品；第二种是通过使样本承受比正常操作条件更严重的应力来加速故障；第三种是通过使表现出某种退化的单元（如金属的腐蚀和机械部件的磨损等）承受加速应力来进行。最后一种方法称为ADT，利用从实验中获得的可靠性数据构建可靠性模型，然后通过统计和/或基于物理的推理程序预测产品在正常工作条件下的可靠性。推理过程的准确性对可靠性估计以及随后关于系统配置、保证和预防性维护计划的决策有深远的影响。

结语

随着科学技术的进步，人们对元器件的可靠性和稳定性的要求越来越高。元器件是电子产品中的关键部件，它直接关系到整个系统的运行。如何提高产品的可靠性，一直是电子产品的应用和研发部门关注的焦点。在生产实践中，必须了解影响其可靠性的各种因素及改善措施，规范其使用，提高其使用的可靠性。文章从提高电子产品可靠性的角度，探讨了提高其可靠性的对策，并对其进行了详细的分析，以期推动我国电子产品市场的整体发展。

参考文献

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