电子元器件选型参数与原则

电子元器件选型参数与原则目录编者按 21.物料选型总则 22.各类物料选型规则 32.1.芯片选型总的规则 32.2.电阻选型规则 42.3.电容选型规则 42.3.1.铝电解电容选型规则 42.3.2.钽电解电容选型规则 52.4.片状多层陶瓷电容选型规则 52.5.引脚多层陶瓷电容选型规则 62.6.继电器选型规则 62.7.二极管选型规则 62.8.三极管选型规则 62.9.接插件选型规则 62.10.开关选型规则 62.11.电感选型规则 72.12.CPU选型规则 72.13.SRAM选型规则 72.14.EEPROM选型规则 72.15.晶体和晶振选型规则 72.16.电源选型规则 72.16.1.AC/DC选型规则 82.16.2.隔离DC/DC电源选型规则 82.16.3.连接器选型规则 8 94.综合考虑 94.1.易产生应用可靠性问题的器件 94.1.1.对外界应力敏感的器件 94.1.2.工作应力接近电路最大应力的器件 94.1.3.频率与功率都大的器件 94.2.选用元器件要考虑的十大要素 4.3.失效模式及其分布 4.4.高可靠元器件的特征 4.5.品种型号的优先选用规则 4.6.供货商应提供的可靠性信息 5.工艺考虑 5.2.CMOS芯片成品率与可靠性的关系 5.3.SPC数据：合格率的表征 5.4.SOI工艺 6.统计工艺控制 7.封装考虑 7.1.寄生参数典型值 7.2.有利于可靠性 7.3.不利于可靠性 7.4.封装材料的比较 7.4.1.塑料封装 7.4.2.陶瓷封装 7.4.3.金属封装 7.4.4.吸潮性问题 7.4.5.气密性问题 7.4.6.温度适应性问题 编者按电子元器件是电子系统的基础部件，是能够完成预定功能且不能再分割的电路基本单元。由于电子元器件的数量、品种众多，因此它们的性能、可靠性等参数对整个电子产品的系统性能、可靠性、寿命周期等技术指标的影响极所以正确有效地选择和使用电子元器件是提高电子产品可靠性水平的一项重要工作。电子元器件的可靠性分为固有可靠性和使用可靠性固有可靠性主要由设计和制造工作来保证，这是元器件生产厂的任务。1.物料选型总则1、所选器件遵循公司的归一化原则，在不影响功能、可靠性的前提下，尽可能少选择物料的种类。3、优选生命周期处于成长、成熟的器件。4、选择出生、下降的器件走特批流程。5、慎选生命周期处于衰落的器件，禁止选用停产的器件。7、禁止选用封装尺寸小于0402(含)的器件。8、抗ESD能力至少100V,并要求设计做防静电措施。9、所选元器件MSL(潮湿敏感度等级)不能大于5级(含)。10、优先选用密封真空包装的型号，MSL(潮湿敏感度等级)大于2级(含)11、优先选用卷带包装、托盘包装的型号。如果是潮湿敏感等级为二级或者以上的器件，则要求盘状塑料编带包装，盘状塑料编带必须能够承受125℃12、对于关键器件，至少有两个品牌的型号可以互相替代，有的还要考虑方案级替代。13、使用的材料要求满足抗静电、阻燃、防锈蚀、抗氧化以及安规等要2.各类物料选型规则1)有铅BGA焊球优选Sn63Pb37合金，也可选择高铅(铅含量≈85%)的SnPb合金。无铅BGA焊球选择SnAgCu合金。2)有引线的SMD和集成电路器件，引脚线金属材料要为铜、铜合金、可阀合金、42合金材料，表面合金涂镀均匀、厚度符合相关标准(4～7、6μ≈7、6μm(电镀工艺)、或≈2、5μm(电镀后熔融工艺)、或≈5、1μm(浸锡第4页共17页工艺)、或≈0、5μm(化学镀工艺);阻挡层Ni:厚度≈3μm;SnCu镀层：SnCu镀层厚度≈3μm;Ni/Pd镀层：Pd镀层厚度≈0、075μm,Ni镀层厚度在3μm以上；Ni/Pd/Au镀层：Ni厚度≈3μm,Pd厚度≈0、075μm,Au厚度在0、025～0、10μm4)禁止选用QFN封装的元器件，如果只能选用QFN封装的元器件，必须经过评审。选用任何QFN封装的芯片必须经付总一级的领导批准后才能使用。5)对于IC优先选用脚间距至少0、5MM的贴片封装器件。6)优选贴片封装的器件，慎选DIP封装器件。7)尽量不要选用BGA封装的元器件，不得不使用才选用。如果选用BGA,BGA球间距必须大于等于0、8mm,最好大于等于1、0mm。而且尽量选用使用有铅BGA球器件的型号，并且使用有铅焊接工艺。8)禁止选用不支持在线编程的CPU。2.2.电阻选型规则1)电阻阻值优先选用10系列，12系列，15系列，20系列，30系列，39系列，51系列，68系列，82系列。2)贴片电阻优选0603和0805的封装，0402以下的封装禁选。3)插脚电阻优选0、25W,0、5W,1W,2W,3W,5W,7W,10W,4)对于电阻的温漂，J档温漂不能超过500ppm/℃,F档温漂不能超过100ppm/℃,B档温漂不能超过10ppm/℃。5)金属膜电阻1W及1W以上禁选，金属膜电阻750k以上禁选。7)慎选电位器，如果无法避免，选用多圈的，品牌用BOURNS。电子电位器按照芯片选型规范操作。2.3.电容选型规则2.3.1.铝电解电容选型规则1)普通应用中选择标准型、寿命1000HR~3000HR(为价格考虑，慎选长寿第5页共17页命型),选择铝电解电容寿命尽量选择2000Hr。2)对于铝电解电容的耐压，3、3V系统取10V、5V系统取10V、12V系统取25V、24V系统取50V;48V以上系统选100V。3)铝电解电容必须选用工作温度为105度的。4)对于铝电解电容的容值，优选10、22、47系列；25V以下禁选224、105、475之类容值型号(用片状多层陶瓷电容或钽电解电容替代)。5)对于高压型铝电解电容保留400V。禁选无极性铝电解电容。6)普通铝电解电容选用品牌"SAMWHA"(三和),高端铝电解电容选用NCC(黑金刚)或其他日本名牌铝电解电容。7)禁止选用贴片的铝电解电容。2.3.2.钽电解电容选型规则1)钽电解电容禁止选用耐压超过35V以上的。2)插脚式钽电解电容禁选。3)对于钽电解电容的耐压，3、3V系统取10V、5V系统取16V、12V系统取35V,10V、16V、35V为优选，4V、6、3V、50V为禁用(用铝电解电容替4)对于钽电解电容的容值：优选10、22、47系列。容值105以下的钽电解电容禁选(用陶瓷电容替代)。2.4.片状多层陶瓷电容选型规则1)高Q陶瓷电容慎选；只用在射频电路上。2)片状多层陶瓷电容封装：0603、0805优选、1206、1210慎选、18083)片状多层陶瓷电容耐压：优选25V、50V、100V;106(含)以上容值的耐压不大于25V。4)片状多层陶瓷电容容量：优选10、22、33、47、68系列。5)片状多层陶瓷电容的材料，优选NPO、X7R、X5R,其它禁选。6)片状多层陶瓷电容的品牌：TAIYO、MURATA、KEMET、TEMEX(高Q陶瓷电容)。第16页共17页玻璃的热膨胀系数不匹配，引发热应力失效采用特殊的处理方法表面贴装对可靠性是利远大于弊，目前已占了90%的比例7.4.封装材料的比较7.4.1.塑料封装优点：成本低(约为陶瓷封装的55%),重量轻(约为陶瓷封装的1/2),管脚数多，高频寄生效应弱，便于自动化生产。缺点：气密性差，吸潮，不易散热，易老化，对静电敏感。适用性：大多数半导体分立器件与集成电路常规产品。7.4.2.陶瓷封装优点：气密性好，散热能力强(热导率高),高频绝缘性能好，承受功率大，布线密度高。缺点：成本高。适用性：航空、航天、军事等高端市场。7.4.3.金属封装优点：气密性好，散热能力强，具有电磁屏蔽能力，可靠性高。缺点：成本高，管脚数有限。适用性：小规模高可靠器件。通常称塑封为非气密封装，陶瓷和金属为气密封装。塑料封装所采用环氧树脂材料本身具有吸潮性，湿气容易在其表面吸附。水汽会引起塑封材料自身的蠕变，如入侵到芯片内部，则会导致腐蚀以及7.4.5.气密性问题塑料管壳与金属引线框架、半导体芯片等材料的热膨胀系数的差异要大得多(与陶瓷及金属管壳相比)→温度变化时会在材料界面产生相当大的机械应力→界面处产生缝隙→导致气密性劣化水汽在缝隙处聚集→温度上升时迅速汽化第17页共17页而膨胀→界面应力进