提高电子元器件的使用可靠性分析

提高电子元器件的使用可靠性分析

黄艳

中国振华（集团）新云电子元器件有限责任公司

贵州省贵阳市

550018

摘要:在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。本文主要就电子元器件的可靠性进行了分析。

关键词：电子元器件；使用可靠性；测试

引言

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。

1电子元器件的基本特征及常见故障

电子元器件一般指构成电子电路的元件或者部件。一般的电子部件元器件有电阻器类型器件、电容器类型器件、电感器类型器件、电子二极管、电子三极管，以及由上述器件组成的集成电路。电子零件是电子产品的制造和制造的基本材料。电子元器件的质量和性能大大影响电子部件的使用。因此，应该完全控制电子部件元器件的性能和质量，开发有效的检测方法和手段，确保电子部件的性能，加快电子产业的发展。在加工工序中，化学成分的结构不会变化，不会影响成分的电压和电流。设备部分的处理期间，影响组成物的电压和电流，然后改变影响电子装置的电压和电流的化学组成的结构。在设计结构中，组件和设备都依靠先进技术来充分发挥他们的积极作用，并且他们可以相互协调以加强电子元器件的功能。

1.1部件电源触点的开放电路

在电子元器件的使用中，电源触点的开放电路的问题经常发生。其原因是在零件的制造中存在线开路焊接、结构破坏、不良接触等问题。这些问题具有很强的隐蔽性，对电流表的检查不容易，但是这个缺点故障在组件的使用中是最频繁发生的。

1.2电解电容损坏

所谓软故障主要指电解电容的故障，因电解电容由于受环境因素的影响，发生泄露、过热等现象。由于电解电容器的故障属于隐藏断层，所以日常检测很困难，在使用过程中发生故障后很难修复。

1.3电阻损坏

部件有各种各样的损伤，其中有时也会发生电子元器件的电阻熔断问题。例如，电子元器件的线绕组电阻和抗安全性通过过电流融合，导致电子元器件的损坏。并且，根据电阻值的异常变化后的异常反应，也会产生成分的损伤。

2电子元器件的使用可靠性分析

2.1科学选取及应用相关的电子元器件

2.1.1产品封装模式的选取

基于相关元器件使用条件来科学选取电子元器件单元的封装模式。例如金属封装、陶瓷封装或者塑料封装等模式。在不同的应用环境选择合适封装的元器件能够有效提升产品的使用可靠性。如在沿海地区或热带雨林中工作的电子设备，在选择元器件就尽量避免选择塑封元器件，因为塑封器件是非全密封封装，长期在高温高湿环境下工作时，存在吸潮现象，当水汽进入元器件内部就可能引起产品失效，降低元器件的使用可靠性。

2.1.2 产品质量等级的合理选取

电子元器件在选型时需要仔细查阅相应的元器件使用手册，各种元器件名字以及表面的字母都体现了其相应的含义，能够概括出相应元器件的基本特征和功能，还可能标注了其使用的条件与品质等级等层面的信息。因此设计人员必须对相应的元件质量及命名含义做到清晰的认知，熟练识别相应的品质标识，尽量选取具有一定生产能力的厂家提供的产品。在我国军用标准GJB/Z299C-2006或美国军用标准MIL-HDBK-217F中，电子元器件的工作失效率（λP）与电子元器件的质量系数(πQ)呈正相关，即在其它条件不变的情况下，质量系数值越大，电子元器件的工作失效率越大，使用可靠性越低。而质量等级越高，质量系数值就越小，即想要电子元器件工作效率低，就应该选择质量等级高的产品。

在我国，电子元器件的质量等级一般分类见表1所示。

表1 我国电子元器件质量等级分类

如在GJB/Z299C-2006《电子设备可靠性预计手册》中规定，国军标级的金属膜电阻器其质量系数为0.1，而工业级的金属膜电阻器的质量系数为1。也就是说在其它条件不变的情况下，工业级金属膜电阻器的工作失效率是国军标级金属膜电阻器工作失效率的10倍。上述数据说明了元器件质量等级对产品使用可靠性的重要影响，但是实际在选取电子元器件时还应综合考虑可靠性与成本因素。

2.2电子元器件工作负荷的研究

2.2.1电子元器件的降额设计研究

在通常状况下，电子元器件相关工程技术人员发现电子元器件在持续处于满负荷工作状态下极易降低最大安全使用寿命。基于此，为了能够最大限度地发挥电子元器件的全部功能，电子元器件相关工程技术人员在电子元器件正常使用过程中，需要针对电子器件自身进行降额，最大限度地降低负荷。在电子元器件选用的过程中，必须参照电子器件使用说明书中的相关技术参数进行合理选择。如我国军用标准GJBZ35-93《电子元器件降额准则》中规定了电容器使用中有三个等级的降额：Ⅰ级降额规定电容器使用电压不大于其额定电压的0.5倍），Ⅱ级降额规定电容器使用电压不大于其额定电压的0.6倍，Ⅲ级降额规定电容器使用电压不大于其额定电压的0.7倍。标准中推荐在对使用可靠性有一定要求的情况下，电容器的使用至少应满足Ⅱ级降额，如在一个28V的滤波电路中，至少应选择50V额定电压以上的电容器进行滤波。

2.2.2电子元器件的抗震设计研究

电子元器件相关工程技术人员在进行电子元器件的选择过程中，首先需要考虑的就是电子元器件抗震能力。因为通常状况下在电子元器件的运输过程中有可能出现振动，因此电子元器件相关工程技术人员需要完全避免或者最大限度地降低振动环境条件对于电子元器件影响的各种解决方案，进而确保电子元器件在正常工作中的重要性能，比如把小线圈用胶水固定等措施。同时在设计元器件在线路板中的位置时，应尽量避免将体积大、重量重的产品集中布局，如果这样设计，在电子设备实际使用过中受到振动应力作用时很容易出现共振现象，从而放大振动机械应力，引起元器件出现失效。

2.3特殊种类电子电路的保护研究

电子元器件相关工程技术人员在有关电子电路的选择层面上，完全能够使用集成电子电路将传统的独立电子元器件进行替换，但是前提条件是必须最大限度地确保整个电子电路的基本功能可以正常实现。但是在特殊电子电路集成系统中及电子元器件成本非常高的高端电子电路系统中，电子元器件相关工程技术人员必须基于具体情况以及相关行业法规及技术标准做好各种保护措施，尤其是针对极易发热的电子元器件，必须做好散热处理，才能够不影响正常功能的使用。除了作散热保护设计外，还应视元器件的实际情况进行防反压、防浪涌等保护设计，如电解电容器不能承受反向电压，在线路中就应该采取防反压的保护设计（如图1所示），以防止电源自身品质或感性负载带来的反压。

图1 电解电容器防反压设计

2.4 电子元器件的安装方法

电子元器件相关工程技术人员在确定选择使用哪种安装方式的过程中，首先必须重点关注的是该方法能否合理且行之有效。比如：电子电路板的安装、电子元器件的外形尺寸大小等，这些不确定因素均有可能会影响到电子元器件的正常使用，因此电子元器件相关工程技术人员必须高度关注并且需要完全防止此类安全隐患的出现，确保电子元器件设计的结构科学合理，安装工作必须基于正确步骤进行，不能影响电子元器件的正常使用，最大限度地提升电子元器件的工作效率。

2.5电子元器件检测

电子零件是电子产品的基本构成要素，是电子产业的产品，是制造工序中共同的材料。由于保证了电子元件的质量，电子产品的功能是有基础的，电子产业的发展有物质上和技术上的保证。因此，电子元器件的检测是电子产品制造中的核心之一，是电子产业的链条。开始对电子元器件的种类和功能的识别，明确电子元器件检测方法的重要性，充分理解电子元器件故障的种类和原因，决定能够综合确保电子元器件检测的效率和精度的电子元器件故障检测方法。建立电子产品生产的技术基础，建立电子产业活性化的平台。

电子元器件的测试在电子产业的制造过程中是重要的链接。其主要目的是检验电子元器件的性能和安全性，以满足电子生产和电子工业的需要。电子零件的检测方法很多。分割的出发点不同，检测也分为各种。例如，可以根据不同的检测时间将电子元器件的检测分成预检测和后检测。预检测是以随机方式检测电子元器件批次的，后检测是由于损伤或功能不全而导致的电子元器件检测。在电子元器件的检查中，由于电子元器件的复杂性和多样性，它们的方法和重要性有很大差异。只要选择合适的方法和对应的手段，就可以确保电子零件检查的效率，控制电子零件的质量，为电子产品的质量打下坚实的基础。

结束语

综上所述，在通常状况下电子元器件相关工程技术人员在设计电路设备系统的过程中，电子元器件作为整个电子电路集成系统最为关键的零部件，其使用可靠性对于整个电子电路集成系统是否能够长期安全稳定工作、以及是否能够发挥其最大额定工作效率具有非常大的影响。基于此，电子元器件相关工程技术人员在使用电子元器件的过程中，首先就需要清楚掌握该安装使用要求，保证电子元器件的使用可靠性，进而最大限度地确保整个电子电路系统的安全稳定性。

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