可靠性-电子元器件失效分析

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1、9.电子系统与电子元器件的失效分析9.1电子元器件简单介绍9.1.1电子元器件定义电子元器件涵盖那些方面，包括什么内容，在参考文献[15](《军用元器件使用质量保证指南》)中有系统介绍。这里仅就电子元器件的定义加以引用和说明。电子元器件的定义和内涵是随着信息技术的发展而发生变化的。在美军标MIL-STD-1547A《航天器与运载器用电子元器件、材料和工艺》中，将电子元器件定义为：“在本标准中‘电子’使用是广义的，包括电气、电磁、机电和光电元器件。这些元器件与电子组件如计算机、电源、导航仪器和航天器有关

2、。电子元器件也包括连接器。”在欧洲的ESA标准ESAPSS-01—60（1988.11）《ESA空间系统的元器件选择、采购和控制》中将元器件（component）定义为：“完成某一电子、电气或机电功能，并由一个或几个部分构成且一般不会破坏的某个装置。术语元器件（component）可与单词元器件（part）互换。”GJB4027-2000《军用电子元器件破坏性物理分析方法》将元器件（component或part）定义为：“在电子线路或电子设备中执行电气、电子、电磁、机电和光电功能的基本单元。该基本单元

3、可由一个或多个零件组成，通常不破坏是指不能将其分解的。”这里元器件指的是电子元器件。我国将上述元器件一直统称为电子元器件。从20世纪80年代，美国军标和ESA标准将这些元器件称为：电气、电子和机电（Electricalelectronicelectromechanical）元器件（EEEpart,简称3E元器件）[4]。表3-1元器件种类3.2电子元器件选用与控制根据电子行业业界的分析，60%以上的生产故障是由于器件失效引起的，70%以上的市场返修也是因为器件失效引起的。国内外的有关资料表明：在电子元

4、器件的失效中，由于选择或使用不当等人为因素导致失效的比例高达失效数的50%以上[5]。所以在使用元器件之前，对电子元器件有针对性的选择和管理，将会大大地提高产品的可靠性。1、电子元器件选用准则⑴一般来说，电子元器件选用时应遵循下列准则：①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；②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件；③应最大限度地压缩元器件的品种规格和生产厂家；④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；⑤优先选

5、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方的质量认定；⑥在性能价格比相等时，应优先选用国产元器件。⑵电子元器件在应用时应重点考虑的问题及确保应用可靠性所采取的有效措施①降额使用。即为了提高元器件可靠性，延长其寿命，必须有意识地降低施加在元器件上的工作应力，以使实际使用应力低于其规定的额定应力。②热设计。电子元器件的热效应是由于高温导致元器件的材料劣化而造成的，热应力已成为影响电子元器件可靠性的重要因素之一。因此，在元器件的布局、安装等过程中，必须充分考虑到

6、热的因素，采取有效的热设计和环境保护设计。③防静电问题。半导体器件在制造、存储、运输及装配过程中，均可能因摩擦而产生大的静电电压，当器件与这些带电体接触时，带电体就会通过器件“引出脚”放电，引起器件的失效。④操作过程的损伤问题。操作过程中容易给半导体器件和集成电路带来机械损伤，应在结构设计及装配和安装时引起重视。⑤储存和保管问题。储存和保管不当是造成元器件可靠性降低或失效的重要原因，必须予以重视并采取相应的措施。2、电子元器件控制为了确保电子元器件使用的可靠性，必须对电子设备研制、生产及使用各阶段中元

7、器件的选择、采购、监制、验收、筛选、保管、使用、失效分析和信息管理等，实行有效的全过程质量与可靠性管理。⑴元器件选择。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。根据设备研制阶段的需求，应对元器件优选目录实施动态管理。⑵元器件采购。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，然后根据采购文件签订订货合同。⑶元器件监制。凡在订货合同规定监制要求的元器件，应按订购元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。⑷元器件验收。凡在订货合同规定的下厂

8、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。验收应按规定的技术标准和管理要求执行。⑸元器件筛选。对没有筛选的元器件，或有筛选报告满足不了的元器件，应根据使用单位需要做补充筛选（常称为二次筛选），其筛选技术条件应符合规定的技术标准或产品研制的技术文件。⑹元器件存储与保管。应制定有关元器件的储存与保管条件、存放条件、入库检验、定期检查、出库检查及元器件失效的补发等标准要求。⑺元器件超期复验。应根据需要制定元器件存储要求，对