chapter9-reliability design of electronic components-1

1、第九章第九章 电子产品可靠性设计与分析电子产品可靠性设计与分析电子科技大学电子科技大学凌凌 丹丹机械电子工程学院机械电子工程学院电子产品可靠性概述电子产品可靠性概述元器件的失效形式及失效机理元器件的失效形式及失效机理元器件的质量与可靠性元器件的质量与可靠性元器件的选用与控制元器件的选用与控制电子产品可靠性设计方法电子产品可靠性设计方法主主 要要 内内 容容机械电子工程学院机械电子工程学院电子元器件是电子产品的基本组成单元。电子元器件是电子产品的基本组成单元。电子元器件可靠性影响整机的可靠性水平。电子元器件可靠性影响整机的可靠性水平。电子产品可靠性工程是保证元、器件在产品整个生命周期电子产品可靠

2、性工程是保证元、器件在产品整个生命周期中可靠工作的系统工程。中可靠工作的系统工程。通过保证使用可靠的元器件和可靠地使用元器件，避免元通过保证使用可靠的元器件和可靠地使用元器件，避免元器件失效，来保证电子产品的质量和可靠性。器件失效，来保证电子产品的质量和可靠性。 必须建立电子产品可靠性工程流程体系，系统开展元器件必须建立电子产品可靠性工程流程体系，系统开展元器件质量可靠性认证和管理。质量可靠性认证和管理。机械电子工程学院机械电子工程学院机械电子工程学院机械电子工程学院电子产品可靠性是影响设备可靠性的重要因素。电子产品可靠性是影响设备可靠性的重要因素。航空航天产品及军事装备要求电子产品能够适应复

3、杂的航空航天产品及军事装备要求电子产品能够适应复杂的工作环境。工作环境。半导体技术的快速发展给电子元器件可靠性带来了挑战。半导体技术的快速发展给电子元器件可靠性带来了挑战。现代电子战争的需要。现代电子战争的需要。研究电子产品可靠性的意义研究电子产品可靠性的意义机械电子工程学院机械电子工程学院电子产品可靠性的定义电子产品可靠性的定义n可靠性可靠性n规定时间、规定条件下实现规定功能的能力（可靠性）规定时间、规定条件下实现规定功能的能力（可靠性）n规定数量的器件在规定时间和规定条件下失效的概率（失效率）规定数量的器件在规定时间和规定条件下失效的概率（失效率）n规定时间规定时间n平均寿命：元器件平均寿

4、命：元器件n平均故障间隔时间（平均故障间隔时间（MTBF)：整机设备：整机设备n规定条件规定条件n电应力：静电，浪涌，过电压，过电流，噪声电应力：静电，浪涌，过电压，过电流，噪声n温度应力：高温，低温，温度循环温度应力：高温，低温，温度循环n机械应力：振动，冲击，加速度机械应力：振动，冲击，加速度n气候应力：高湿度，盐雾，低气压，辐射气候应力：高湿度，盐雾，低气压，辐射机械电子工程学院机械电子工程学院n概念概念n固有可靠性：器件制造完成时所具有的可靠性，取决于器件的设计、工固有可靠性：器件制造完成时所具有的可靠性，取决于器件的设计、工艺和原材料。艺和原材料。n应用可靠性：器件用于整机系统时所具

5、有的可靠性，与器件的工作与非应用可靠性：器件用于整机系统时所具有的可靠性，与器件的工作与非工作条件（运输、储存等）有关。工作条件（运输、储存等）有关。n比较比较n应用可靠性应用可靠性固有可靠性：整机设计时采取了降额、冗余、容错等措施固有可靠性：整机设计时采取了降额、冗余、容错等措施（“三类元件装出一类整机三类元件装出一类整机”）n应用可靠性应用可靠性固有可靠性：整机装配时器件受到了不当应力或误操作的固有可靠性：整机装配时器件受到了不当应力或误操作的作用（作用（“一类元件装出三类整机一类元件装出三类整机”）电子产品可靠性的定义电子产品可靠性的定义机械电子工程学院机械电子工程学院应力类别应力类别应

6、力形式应力形式失效场合失效场合主要失效模式主要失效模式电应力电应力静电、浪涌、静电、浪涌、过电压、噪声过电压、噪声工作、安装、测量工作、安装、测量栅击穿（栅击穿（MOS器件）器件）PN结短路（双极器件）结短路（双极器件）二次击穿（功率管）二次击穿（功率管）闩锁失效（闩锁失效（CMOS电路）电路）温度应力温度应力高温、低温、高温、低温、温度循环温度循环大功率工作、间歇工大功率工作、间歇工作、高寒地区、焊接作、高寒地区、焊接热击穿、热疲劳、参数漂移、热击穿、热疲劳、参数漂移、密封性失效、键合压焊不良密封性失效、键合压焊不良机械应力机械应力振动、冲击、振动、冲击、加速度加速度安装、运送、航天器、安装

7、、运送、航天器、航空器、移动设备航空器、移动设备管壳漏气、管芯裂纹、引线断管壳漏气、管芯裂纹、引线断裂裂气候应力气候应力高湿度、盐雾、高湿度、盐雾、气压气压储存、海上、沿海、储存、海上、沿海、亚热带地区亚热带地区外引线腐蚀、芯片金属化腐蚀、外引线腐蚀、芯片金属化腐蚀、电参数劣化电参数劣化使用应力对器件可靠性的影响使用应力对器件可靠性的影响机械电子工程学院机械电子工程学院n统计数据统计数据（ 资料来源：航天部失效分析中心资料来源：航天部失效分析中心 ）在电子设备现场失效中，元器件失效约占在电子设备现场失效中，元器件失效约占50，其中元器，其中元器件选用不当的占件选用不当的占3050。n产生后果产

8、生后果n即时失效：影响整机装配的合格率及成本，比较直观即时失效：影响整机装配的合格率及成本，比较直观n潜在失效：影响整机寿命及环境适应能力，比较隐蔽潜在失效：影响整机寿命及环境适应能力，比较隐蔽机械电子工程学院机械电子工程学院n 器件制造方器件制造方n 提高器件对非常规的工作应力的抵抗力提高器件对非常规的工作应力的抵抗力n 提高器件对非常规的非工作应力的抵抗力提高器件对非常规的非工作应力的抵抗力n 器件使用方器件使用方n 正确地选用器件正确地选用器件n 控制器件的工作条件：线路设计、结构设控制器件的工作条件：线路设计、结构设计、热设计等计、热设计等n 控制器件的非工作条件：装配、储存、运控制器

9、件的非工作条件：装配、储存、运输、测量等输、测量等机械电子工程学院机械电子工程学院n 器件集成度器件集成度对外界应力敏感性对外界应力敏感性 （尺寸小，层次多）（尺寸小，层次多）n 新器件类型多样化、应用复杂化新器件类型多样化、应用复杂化使用者未能及时掌握使用方法使用者未能及时掌握使用方法元器件失效的原因分析元器件失效的原因分析机械电子工程学院机械电子工程学院电子管电子管晶体管晶体管集成电路集成电路尺寸缩小抗应力强度 元器件失效的原因分析元器件失效的原因分析机械电子工程学院机械电子工程学院元器件使用不当的情况 元器件选择元器件选择 只考虑功能与性能指标，未考虑可靠性与质量指标只考虑功能与性能指标

10、，未考虑可靠性与质量指标 企业提供的可靠性指标与实际产品不符企业提供的可靠性指标与实际产品不符 不了解元器件的环境适应性、失效模式、质量保障水平不了解元器件的环境适应性、失效模式、质量保障水平 元器件使用元器件使用 不了解元器件对使用环境的要求不了解元器件对使用环境的要求 不了解元器件的应力容限不了解元器件的应力容限 不了解元器件的安装操作规范不了解元器件的安装操作规范元器件失效的原因分析元器件失效的原因分析机械电子工程学院机械电子工程学院元器件的失效规律元器件的失效规律机械电子工程学院机械电子工程学院早期失效期早期失效期特征：特征：多发生在元器件制造和计算机及其应用系统或电子设多发生在元器件

11、制造和计算机及其应用系统或电子设备刚安装运行的几个月内，一般为几百小时。备刚安装运行的几个月内，一般为几百小时。失效原因：失效原因：设计不当、元器件本身的缺陷、安装工艺不可靠、设计不当、元器件本身的缺陷、安装工艺不可靠、环境条件恶化环境条件恶化克服的办法：克服的办法：元器件筛选、严控质量和安装工艺、老化后再元器件筛选、严控质量和安装工艺、老化后再使用。使用。元器件的失效规律元器件的失效规律机械电子工程学院机械电子工程学院稳定工作期（正常寿命期、正常使用期）稳定工作期（正常寿命期、正常使用期）特征：特征：元器件突然性失效较少。故障率可降低到一个较元器件突然性失效较少。故障率可降低到一个较低的水平

12、，且基本处于稳定状态，可以近似故障率为常低的水平，且基本处于稳定状态，可以近似故障率为常数。持续时间较长。数。持续时间较长。失效原因：失效原因：应力引起应力引起元器件的失效规律元器件的失效规律机械电子工程学院机械电子工程学院衰老期（耗损期）衰老期（耗损期）特征：特征：失效率大大增加，可靠性急剧下降，接近报废。失效率大大增加，可靠性急剧下降，接近报废。失效原因：失效原因：元器件的物理变化、老化和机械磨损、疲劳磨元器件的物理变化、老化和机械磨损、疲劳磨损等。损等。克服办法：克服办法：应用系统到了这个时期，应大修，更换一批失应用系统到了这个时期，应大修，更换一批失效的元器件。常采用定期维修、更换等手

13、段进行预防降低效的元器件。常采用定期维修、更换等手段进行预防降低系统故障率。系统故障率。元器件的失效规律元器件的失效规律机械电子工程学院机械电子工程学院电子产品可靠性概述电子产品可靠性概述元器件的失效形式及失效机理元器件的失效形式及失效机理元器件的质量与可靠性元器件的质量与可靠性元器件的选用与控制元器件的选用与控制电子产品可靠性设计方法电子产品可靠性设计方法主主 要要 内内 容容机械电子工程学院机械电子工程学院元器件的失效形式元器件的失效形式分类：分类：突然失效突然失效退化失效退化失效局部失效局部失效全局失效全局失效机械电子工程学院机械电子工程学院元器件的失效形式元器件的失效形式突然失效突然失

14、效也称为也称为“灾难性失效灾难性失效”。原因：原因：是元器件参数急剧变化或因元器件制造工是元器件参数急剧变化或因元器件制造工艺不良，环境条件变化而导致短路或开路所造成艺不良，环境条件变化而导致短路或开路所造成的。的。表现：表现：如器件因焊接不牢造成开路，或因灰尘微如器件因焊接不牢造成开路，或因灰尘微粒使器件管脚短路，电容器因电解质击穿造成短粒使器件管脚短路，电容器因电解质击穿造成短路等路等。机械电子工程学院机械电子工程学院元器件的失效形式元器件的失效形式退化失效退化失效也称为也称为“衰变失效衰变失效”。原因原因：元器件制造公差，温度系数变化、材料：元器件制造公差，温度系数变化、材料变质、电源电

15、压波动、工艺不良、电应力变化、变质、电源电压波动、工艺不良、电应力变化、随机影响和老化过程引起的。随机影响和老化过程引起的。表现：表现：元器件参数逐渐变化，性能变差。元器件参数逐渐变化，性能变差。机械电子工程学院机械电子工程学院元器件的失效形式元器件的失效形式局部失效局部失效退化失效使系统性能变化，使局部功能失效，退化失效使系统性能变化，使局部功能失效，称之为局部失效。称之为局部失效。如数码寄存器因机器温度过高，使某一位触发如数码寄存器因机器温度过高，使某一位触发器性能变差，导致该数码寄存器局部失效。器性能变差，导致该数码寄存器局部失效。机械电子工程学院机械电子工程学院元器件的失效形式元器件的

16、失效形式全局失效全局失效一个突然失效会使整个系统失效，这种失效称为一个突然失效会使整个系统失效，这种失效称为全局失效。全局失效。如时序控制电路的晶体振荡器两端的电容突然短如时序控制电路的晶体振荡器两端的电容突然短路，使该晶振损坏，造成整个微机无法工作，即路，使该晶振损坏，造成整个微机无法工作，即整体失效。整体失效。机械电子工程学院机械电子工程学院元器件的失效机理元器件的失效机理环境因素对元器件可靠性的影响环境因素对元器件可靠性的影响 温度温度 湿度湿度 电压影响电压影响 振动、冲击影响振动、冲击影响 电磁场影响电磁场影响 腐蚀腐蚀机械电子工程学院机械电子工程学院1. 温度影响温度影响1）温度变

17、化对半导体器件的影响）温度变化对半导体器件的影响 半导体器件与温度有直接关系。尤其是双极型半导体器半导体器件与温度有直接关系。尤其是双极型半导体器件，组成这类元器件的基本单元件，组成这类元器件的基本单元P-N结，反向漏电流对温度结，反向漏电流对温度变化很敏感。变化很敏感。 晶体管放大器的工作点产生漂移。晶体管放大器的工作点产生漂移。 导致晶体管的特性曲线发生变化，使其所允许的动导致晶体管的特性曲线发生变化，使其所允许的动态范围发生变化。态范围发生变化。 温度的升高将使晶体管的最大允许功耗下降。温度的升高将使晶体管的最大允许功耗下降。元器件的失效机理元器件的失效机理环境因素对元器件可靠性的影响环

18、境因素对元器件可靠性的影响机械电子工程学院机械电子工程学院温度影响温度影响2）温度变化对电阻的影响）温度变化对电阻的影响 温度升高时，电阻内热噪声加剧，阻值偏离标称值，允温度升高时，电阻内热噪声加剧，阻值偏离标称值，允许耗散功率下降等。如许耗散功率下降等。如RXT系列的碳膜电阻在温度升高系列的碳膜电阻在温度升高到到100时，允许的耗散功率仅为标称值的时，允许的耗散功率仅为标称值的20%。3）温度变化对电容的影响）温度变化对电容的影响 引起电容介质损耗变化，从而影响其寿命。温度每升高引起电容介质损耗变化，从而影响其寿命。温度每升高10时，电容器的寿命就降低一半，同时还引起电路阻时，电容器的寿命就

19、降低一半，同时还引起电路阻容时间常数等参数的变化，甚至发生因介质损耗过大而容时间常数等参数的变化，甚至发生因介质损耗过大而热击穿的情况。热击穿的情况。元器件的失效机理元器件的失效机理机械电子工程学院机械电子工程学院2. 湿度影响湿度影响湿度过高，当含有酸性的尘埃落到线路板或配电盘上时，将迅速腐蚀湿度过高，当含有酸性的尘埃落到线路板或配电盘上时，将迅速腐蚀元器件焊点与接线处，造成焊点脱落，接头断开，引起接触性故障。元器件焊点与接线处，造成焊点脱落，接头断开，引起接触性故障。湿度过高时，当具有导电性的尘埃落到线路板上时，将使线路板表面湿度过高时，当具有导电性的尘埃落到线路板上时，将使线路板表面的绝

20、缘性能变化，若电压由漏电耦合到低压器件，将造成电压击穿故的绝缘性能变化，若电压由漏电耦合到低压器件，将造成电压击穿故障。障。湿度过高，还会使密封较差的元器件受到腐蚀而退化。湿度过高，还会使密封较差的元器件受到腐蚀而退化。湿度过低，如相对湿度低于湿度过低，如相对湿度低于40%时，空气被认为是干燥的。当相对湿时，空气被认为是干燥的。当相对湿度低于度低于20%时，极易产生静电，人不敢接触机器，一碰机器就会引起时，极易产生静电，人不敢接触机器，一碰机器就会引起电子元器件击穿，特别是电子元器件击穿，特别是 MOS器件击穿损坏，或造成机器误动作。器件击穿损坏，或造成机器误动作。总之，系统运行环境应严格控制

21、湿度。总之，系统运行环境应严格控制湿度。元器件的失效机理元器件的失效机理机械电子工程学院机械电子工程学院3. 电压影响电压影响 施加到元器件上的电压稳定性是保证元器件正常运行的施加到元器件上的电压稳定性是保证元器件正常运行的重要条件。重要条件。 过高的电压会增加元器件的热损耗，甚至造成电压击穿。过高的电压会增加元器件的热损耗，甚至造成电压击穿。 例如，对电容器来说，其失效率正比于电容电压的例如，对电容器来说，其失效率正比于电容电压的5次幂。次幂。元器件的失效机理元器件的失效机理机械电子工程学院机械电子工程学院4. 振动、冲击影响振动、冲击影响 机械振动与冲击会使一些内部有缺陷的元器件加速失效，

22、机械振动与冲击会使一些内部有缺陷的元器件加速失效，造成灾难性故障。造成灾难性故障。 机械振动会使焊点、压线点发生松动，导致接触不良；若机械振动会使焊点、压线点发生松动，导致接触不良；若振动导致接线产生不应有的碰连，会引起更严重的后果，振动导致接线产生不应有的碰连，会引起更严重的后果，造成短路事故。造成短路事故。 振动会使元器件移位，变形及相互碰撞，引起分布参数变振动会使元器件移位，变形及相互碰撞，引起分布参数变化。化。 机械振动、冲击还会引起紧固件脱落或松动，甚至撞击其机械振动、冲击还会引起紧固件脱落或松动，甚至撞击其他零部件，造成零件损坏。他零部件，造成零件损坏。 因此应避免振动、冲击的发生

23、，当无法避免较大的振动因此应避免振动、冲击的发生，当无法避免较大的振动冲击源时，应采取防振、减振措施。冲击源时，应采取防振、减振措施。元器件的失效机理元器件的失效机理机械电子工程学院机械电子工程学院5. 电磁场影响电磁场影响 电磁场会瞬间造成很大的电压脉冲，或出现电磁场会瞬间造成很大的电压脉冲，或出现“火花火花”，会对系统的感性或容性负载产生严重影响，会影响到会对系统的感性或容性负载产生严重影响，会影响到整个电路上的电压。整个电路上的电压。 电磁场的高频瞬态电压、浪涌电压、谐波畸变和大电电磁场的高频瞬态电压、浪涌电压、谐波畸变和大电流冲击会产生很强的噪声干扰，会使计算机信息出错，流冲击会产生很

24、强的噪声干扰，会使计算机信息出错，还会使元器件损坏。还会使元器件损坏。元器件的失效机理元器件的失效机理机械电子工程学院机械电子工程学院6. 腐蚀腐蚀 腐蚀，有空气腐蚀或氧化、电解液腐蚀等。腐蚀，有空气腐蚀或氧化、电解液腐蚀等。 大气中含有各种酸盐及化工、冶炼等工业生产中排出的有大气中含有各种酸盐及化工、冶炼等工业生产中排出的有害气体，如害气体，如SO2、H2S、CO2、CO和臭氧等，会使计算机和臭氧等，会使计算机及其应用系统或电子设备金属化表面氧化腐蚀，使接插件及其应用系统或电子设备金属化表面氧化腐蚀，使接插件接触情况恶化，使半导体元器件管脚和电子线路引起腐蚀，接触情况恶化，使半导体元器件管脚

25、和电子线路引起腐蚀，还会使半导体稳定性受到破坏。还会使半导体稳定性受到破坏。 电解液对金属有着很强的腐蚀和氧化作用，会造成接头与电解液对金属有着很强的腐蚀和氧化作用，会造成接头与插座之间，元器件与插座或焊接孔之间电阻加大，电流减插座之间，元器件与插座或焊接孔之间电阻加大，电流减小，引起间歇故障，严重时会造成断路。小，引起间歇故障，严重时会造成断路。元器件的失效机理元器件的失效机理机械电子工程学院机械电子工程学院元器件的失效机理元器件的失效机理半导体元器件的失效机理半导体元器件的失效机理半导体缺陷引起的失效半导体缺陷引起的失效SiO2层缺陷（如针孔、划伤、钻蚀、断裂等）引起的失效层缺陷（如针孔、

26、划伤、钻蚀、断裂等）引起的失效二次击穿引起的失效二次击穿引起的失效金属化系统（电极）引起的失效，占半导体失效的首位金属化系统（电极）引起的失效，占半导体失效的首位贴片或焊片失效，如掉片、热阻增大，使性能退化贴片或焊片失效，如掉片、热阻增大，使性能退化封装失效、气密性差等封装失效、气密性差等机械电子工程学院机械电子工程学院元器件的失效机理元器件的失效机理阻容元器件的失效机理阻容元器件的失效机理电介质击穿电介质击穿发生化学或电解腐蚀发生化学或电解腐蚀离子迁移离子迁移纸介质的脱水作用纸介质的脱水作用有机膜、云母、玻璃等介质发生电晕有机膜、云母、玻璃等介质发生电晕电解质如钽、电解铝出现蒸发电解质如钽、

27、电解铝出现蒸发机械电子工程学院机械电子工程学院金属件的失效机理金属件的失效机理疲劳（占疲劳（占36.3%）脆断（占脆断（占12.6%）腐蚀（占腐蚀（占12%）应力腐蚀（占应力腐蚀（占3.8%）磨损（占磨损（占6%）韧性断裂（占韧性断裂（占7.9%）其他（占其他（占21.4%）元器件的失效机理元器件的失效机理机械电子工程学院机械电子工程学院元器件的失效分析元器件的失效分析对于电子元器件的可靠性设计来说，最能暴露问题的方法还对于电子元器件的可靠性设计来说，最能暴露问题的方法还是进行各种试验。在这些最接近实际使用条件的试验中，许是进行各种试验。在这些最接近实际使用条件的试验中，许多隐患和薄弱环节都会

28、显示出来，参加试验的组件、部件，多隐患和薄弱环节都会显示出来，参加试验的组件、部件，子系统，甚至整个系统都可能会不同程度地丧失其应有的功子系统，甚至整个系统都可能会不同程度地丧失其应有的功能，即能，即失效失效。失效分析失效分析就是分析寻找引起元器件失效的原因，并提出补救就是分析寻找引起元器件失效的原因，并提出补救和纠正措施。和纠正措施。20世纪世纪60年代出现的以研究故障机理为核心的年代出现的以研究故障机理为核心的失效物理学科失效物理学科成了其研究的重要内容。成了其研究的重要内容。机械电子工程学院机械电子工程学院36失效物理失效物理是研究元器件及其材料失效是研究元器件及其材料失效机理机理的一门

29、综合学科。的一门综合学科。从微观角度研究故障机理，从失效过程的描述中建立物从微观角度研究故障机理，从失效过程的描述中建立物理模型。理模型。以故障机理研究为核心，通过建立物理模型，将微观本以故障机理研究为核心，通过建立物理模型，将微观本质与宏观性能相结合质与宏观性能相结合 ，并应用于可靠性工程。，并应用于可靠性工程。元器件的失效分析元器件的失效分析机械电子工程学院机械电子工程学院对于可靠性工程的意义对于可靠性工程的意义为合理选择元器件提供依据为合理选择元器件提供依据为设计提供正确的理论依据和设计思想为设计提供正确的理论依据和设计思想为改进工艺指明方向为改进工艺指明方向指导各种可靠性试验条件和可靠

30、性分析方法指导各种可靠性试验条件和可靠性分析方法在处理可靠性工程问题时，为决策提供科学依据在处理可靠性工程问题时，为决策提供科学依据为可靠性设计提供宝贵的信息资料为可靠性设计提供宝贵的信息资料元器件的失效分析元器件的失效分析机械电子工程学院机械电子工程学院失效分析的思路失效分析的思路失效分析是通过对失效的元器件进行测试分析，找出失效分析是通过对失效的元器件进行测试分析，找出引起失效的原因，是从事件的结果推导事件发生的原引起失效的原因，是从事件的结果推导事件发生的原因的过程。因的过程。进行失效分析最主要的依据就是进行失效分析最主要的依据就是失效或故障的元器件失效或故障的元器件。失效分析除了具备一

31、定的专业知识外，还要有正确的失效分析除了具备一定的专业知识外，还要有正确的思路、科学的方法和必要的条件。思路、科学的方法和必要的条件。元器件的失效分析元器件的失效分析机械电子工程学院机械电子工程学院功能测试仪功能测试仪性能测试仪性能测试仪材料结构分析仪器材料结构分析仪器形貌观察分析仪器形貌观察分析仪器无损探伤仪器无损探伤仪器化学成分分析仪器化学成分分析仪器常常用用的的失失效效分分析析仪仪器器设设备备如逻辑分析仪，短路故障分析仪，存储器测试仪等如逻辑分析仪，短路故障分析仪，存储器测试仪等如电、热、磁性能测试仪，力学性能测试仪等如电、热、磁性能测试仪，力学性能测试仪等如如X光射线衍射仪，低能、高能

32、电子衍射仪等光射线衍射仪，低能、高能电子衍射仪等如透视、扫描电子显微镜，金相显微镜等如透视、扫描电子显微镜，金相显微镜等如如X光透视仪，超声探伤仪等光透视仪，超声探伤仪等如一般化学分析仪，微区分析仪，表面分析仪等如一般化学分析仪，微区分析仪，表面分析仪等元器件的失效分析元器件的失效分析机械电子工程学院机械电子工程学院电子产品可靠性概述电子产品可靠性概述元器件的失效形式及失效机理元器件的失效形式及失效机理元器件的质量与可靠性元器件的质量与可靠性元器件的选用与控制元器件的选用与控制电子产品可靠性设计方法电子产品可靠性设计方法主主 要要 内内 容容机械电子工程学院机械电子工程学院电子元器件的质量等级

33、电子元器件的质量等级质量等级质量等级：是指元器件装机使用之前，按产品执行标准或供是指元器件装机使用之前，按产品执行标准或供需双方的技术协议，在制造、试验及筛选过程中对其质量的需双方的技术协议，在制造、试验及筛选过程中对其质量的控制等级。控制等级。用于元器件生产控制、选择和采购的质量等级用于元器件生产控制、选择和采购的质量等级用于电子设备可靠性预计的质量等级。用于电子设备可靠性预计的质量等级。预计元器件失效率预计元器件失效率时，用时，用质量系数质量系数Q作为不同质量等级对元器件工作失效率作为不同质量等级对元器件工作失效率影响的调整系数。影响的调整系数。元器件的质量与可靠性元器件的质量与可靠性机械

34、电子工程学院机械电子工程学院n质量与可靠性标准质量与可靠性标准n国家标准国家标准GBn国家军用标准国家军用标准GJBn电子行业标准电子行业标准SJn七专技术条件七专技术条件QZT（专批、专技、专人、专机、专料、专检、专卡，（专批、专技、专人、专机、专料、专检、专卡，QZJ8406）n质量与可靠性规范质量与可靠性规范n中国军用电子元器件合格产品目录（中国军用电子元器件合格产品目录（JQPL）n中国军用电子元器件合格制造厂一览表（中国军用电子元器件合格制造厂一览表（JQML）n中国电子元器件质量认证委员会认证合格产品（中国电子元器件质量认证委员会认证合格产品（IECQ）n优选元器件清单（优选元器件

35、清单（PPL）元器件的质量与可靠性元器件的质量与可靠性机械电子工程学院机械电子工程学院元器件类别元器件类别质量等级质量等级集成电路集成电路S,S-1,B,B-1,B-2,D,D-1半导体分立器件半导体分立器件JANTXV,JANTX,JAN有可靠性指标的电容器有可靠性指标的电容器D,C,S,R,B,P,M,L有可靠性指标的电阻器有可靠性指标的电阻器S,R,P,M有可靠性指标的射频模制线圈有可靠性指标的射频模制线圈S,R,P,M有可靠性指标的继电器有可靠性指标的继电器R,P,M,L国外元器件的质量等级国外元器件的质量等级元器件的质量与可靠性元器件的质量与可靠性机械电子工程学院机械电子工程学院国产

36、半导体集成电路的质量等级国产半导体集成电路的质量等级机械电子工程学院机械电子工程学院国军标元器件的质量分级国军标元器件的质量分级机械电子工程学院机械电子工程学院电子产品可靠性概述电子产品可靠性概述元器件的失效形式及失效机理元器件的失效形式及失效机理元器件的质量与可靠性元器件的质量与可靠性元器件的选用与控制元器件的选用与控制电子产品可靠性设计方法电子产品可靠性设计方法主主 要要 内内 容容机械电子工程学院机械电子工程学院电子元器件的选择电子元器件的选择元器件的选用，需要元器件工程师、可靠性工程师和设元器件的选用，需要元器件工程师、可靠性工程师和设备或系统设计工程师来共同完成，这是一个多学科的任备

37、或系统设计工程师来共同完成，这是一个多学科的任务。务。必须制订、评审、执行元器件控制大纲和要求。必须制订、评审、执行元器件控制大纲和要求。元器件的选用过程包括元器件的设计鉴定、可靠性审查、元器件的选用过程包括元器件的设计鉴定、可靠性审查、结构及其失效分析和经济效益权衡等。结构及其失效分析和经济效益权衡等。机械电子工程学院机械电子工程学院准则准则元器件的技术条件、技术性能、质量等级等均应满足装备元器件的技术条件、技术性能、质量等级等均应满足装备的要求。的要求。优先选用经实践证明质量稳定、可靠性高、有发展前途的优先选用经实践证明质量稳定、可靠性高、有发展前途的标准元器件，不允许选用淘汰和禁用的元器

38、件。标准元器件，不允许选用淘汰和禁用的元器件。应最大限度地压缩元器件的品种规格和生产厂家。应最大限度地压缩元器件的品种规格和生产厂家。未经设计定型的元器件不能在可靠性要求高的军工产品中未经设计定型的元器件不能在可靠性要求高的军工产品中正式使用。正式使用。优先选用有良好的技术服务、供货及时、价格合理的生产优先选用有良好的技术服务、供货及时、价格合理的生产厂家的元器件。对关键元器件要进行用户对生产商的质量厂家的元器件。对关键元器件要进行用户对生产商的质量认定。认定。在性价比相等时，应优先选用国产元器件。在性价比相等时，应优先选用国产元器件。电子元器件的选择电子元器件的选择机械电子工程学院机械电子工

39、程学院电子元器件的使用电子元器件的使用应用时重点考虑的问题及确保可靠性采取的措施应用时重点考虑的问题及确保可靠性采取的措施工作应力过高工作应力过高降额使用降额使用热失效热失效热设计热设计抗辐射问题抗辐射问题抗辐射加固抗辐射加固防静电损伤防静电损伤各环节注意防护各环节注意防护操作过程的损伤问题操作过程的损伤问题严格贯彻电装工艺规定严格贯彻电装工艺规定储存和保管问题储存和保管问题控制条件，加强管理控制条件，加强管理机械电子工程学院机械电子工程学院火控雷达电子元器件的选择流程火控雷达电子元器件的选择流程机械电子工程学院机械电子工程学院电子元器件控制电子元器件控制为了确保电子元器件使用的可靠性，必须对

40、电子设为了确保电子元器件使用的可靠性，必须对电子设备研制、生产及使用各阶段中元器件的备研制、生产及使用各阶段中元器件的选择、采购、选择、采购、监制、验收、筛选、保管、使用、失效分析和信息监制、验收、筛选、保管、使用、失效分析和信息管理管理等，实行有效的全过程质量与可靠性管理。等，实行有效的全过程质量与可靠性管理。机械电子工程学院机械电子工程学院电子元器件控制电子元器件控制元器件元器件选择选择设备应制定电子元器件优选目录作为数据选用、质量设备应制定电子元器件优选目录作为数据选用、质量可靠性管理和采购的依据。可靠性管理和采购的依据。设备应严格按照元器件优选目录选用元器件，超目录设备应严格按照元器件

41、优选目录选用元器件，超目录选用应严格审批。选用应严格审批。根据设备研制阶段的需要，应对元器件优选目录实施根据设备研制阶段的需要，应对元器件优选目录实施动态管理。动态管理。机械电子工程学院机械电子工程学院电子元器件控制电子元器件控制元器件元器件采购采购首先由采购单位编制采购文件，采购文件应按规定的首先由采购单位编制采购文件，采购文件应按规定的程序履行审批手续。程序履行审批手续。然后根据采购文件签订购货合同。然后根据采购文件签订购货合同。不应向无质量保证的中间商采购进口元器件，应选择不应向无质量保证的中间商采购进口元器件，应选择设在本土的名牌公司作为供应商，或委托国外有信誉设在本土的名牌公司作为供

42、应商，或委托国外有信誉或军用元器件采购机构采购。或军用元器件采购机构采购。机械电子工程学院机械电子工程学院电子元器件控制电子元器件控制元器件元器件监制监制凡在订货合同中规定了监制要求的元器件，应对订购元凡在订货合同中规定了监制要求的元器件，应对订购元器件供应单位进行监制。器件供应单位进行监制。监制应按规定的技术标准和管理要求执行，监制中，如监制应按规定的技术标准和管理要求执行，监制中，如有问题应及时上报主管部门。有问题应及时上报主管部门。监制后，监制人员应填写监制报告，并报上级主管部门。监制后，监制人员应填写监制报告，并报上级主管部门。机械电子工程学院机械电子工程学院电子元器件控制电子元器件控

43、制元器件元器件验收验收在订货合同中规定的下厂验收元器件，应按订购元器件批在订货合同中规定的下厂验收元器件，应按订购元器件批次组织有验收资格的人员按合同规定到供应单位进行验收。次组织有验收资格的人员按合同规定到供应单位进行验收。验收应按规定的技术标准和管理要求执行。验收应按规定的技术标准和管理要求执行。进口元器件到货后，应按规定的技术标准进行检验及复验。进口元器件到货后，应按规定的技术标准进行检验及复验。对选用无检验手段的进口元器件，必须报总设计师后方可对选用无检验手段的进口元器件，必须报总设计师后方可用于军工产品或重点工程产品。用于军工产品或重点工程产品。机械电子工程学院机械电子工程学院2022-3-25可靠性设计56电子元器件控制电子元器件控制元器件元器件筛选筛选元器件筛选应由元器件供应单位按元器件技术元器件筛选应由元器件供应单位按元器件技术标准和订货合同要求，进行出厂前的筛选（一标准和订货合同要求，进行出厂前的筛选（一次筛选）。次筛选）。元器件验收合格后，根据需要由订货单位或使元器件验收合格后，根据需要