電子元器件的可靠性應(yīng)用

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1、電子元器件的可靠性應(yīng)用第2章電子元器件的選用主講：莊奕琪本章概要元器件質(zhì)量等級(jí)元器件選擇要點(diǎn)元器件降額應(yīng)用質(zhì)量與可靠性標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SJ七專技術(shù)條件QZT（專批、專技、專人、專機(jī)、專料、專檢、?？?，QZJ8406）質(zhì)量與可靠性規(guī)范中國(guó)軍用電子元器件合格產(chǎn)品目錄（JQPL）中國(guó)軍用電子元器件合格制造廠一覽表（JQML）中國(guó)電子元器件質(zhì)量認(rèn)證委員會(huì)認(rèn)證合格產(chǎn)品（IECQ）優(yōu)選元器件清單（PPL，如美國(guó)軍用電氣、電子、機(jī)電元件清單MIL-STD-975M）使用規(guī)范與用戶手冊(cè)2.1元器件質(zhì)量等級(jí)國(guó)產(chǎn)元器件的質(zhì)量規(guī)范Ａ級(jí)（特軍級(jí)）A2級(jí)：?jiǎn)纹?/p>

2、0.1A3級(jí)：?jiǎn)纹?.25，混合0.5B級(jí)（普軍級(jí)）B1級(jí)：?jiǎn)纹?.5，混合1.0B2級(jí)：?jiǎn)纹?.0，混合3.0C級(jí)（民用級(jí)）C1級(jí)：?jiǎn)纹?.0，混合8.0C2級(jí)：?jiǎn)纹?4.0（塑料封裝）2.1元器件質(zhì)量等級(jí)國(guó)產(chǎn)集成電路質(zhì)量等級(jí)使用時(shí)應(yīng)依據(jù)Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ的順序選用：I：列入軍用電子元器件QPL、QML表的產(chǎn)品II：工程應(yīng)用效果良好，近期有生產(chǎn)供貨的產(chǎn)品III：近年按國(guó)家軍用電子元器件新品研制計(jì)劃完成的新品2.1元器件質(zhì)量等級(jí)國(guó)產(chǎn)元器件的優(yōu)選等級(jí)宇航級(jí)S級(jí)：0.25S-1：0.75軍用級(jí)B級(jí)：1.0B-1級(jí)：2.0B-2級(jí)：5.0民用級(jí)D級(jí)：10.0D-1級(jí)：20.0工

3、作溫度范圍軍用：-55~+125℃工業(yè)用：-40~+85℃商業(yè)用：0~+70℃2.1元器件質(zhì)量等級(jí)美國(guó)集成電路的質(zhì)量等級(jí)詳細(xì)規(guī)范及符合的標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)軍標(biāo)、國(guó)標(biāo)、行標(biāo)、企標(biāo)）質(zhì)量等級(jí)（GJB/Z299B)與可靠性水平（失效率、壽命等）認(rèn)證情況（QPL、QML、PPL、IECQ）成品率、工藝控制水平和批量生產(chǎn)情況（SPC）采用的工藝和材料（最好能提供工藝控制數(shù)據(jù)和材料參數(shù)指標(biāo)）可靠性試驗(yàn)數(shù)據(jù)（加速與現(xiàn)場(chǎng)，環(huán)境與壽命，近期及以往）使用手冊(cè)與操作規(guī)范2.1元器件質(zhì)量等級(jí)供貨商應(yīng)提供的可靠性信息盡量選用標(biāo)準(zhǔn)和通用器件，慎重選用新品種和非標(biāo)準(zhǔn)器件盡量壓縮元器件的品種、規(guī)格及生產(chǎn)廠

4、點(diǎn)多選用集成電路，少選用分立器件不用無功能及質(zhì)量檢測(cè)手段的器件注重器件制造技術(shù)的成熟性（長(zhǎng)期、連續(xù)、穩(wěn)定、大批量，成品率高）考查生產(chǎn)廠家的工藝水平、質(zhì)量控制能力和產(chǎn)品信譽(yù)選用能提供完善的可靠性應(yīng)用指南或規(guī)范的器件2.2元器件選擇要點(diǎn)品種型號(hào)的選擇原則以集成電路為例：最小線條：0.35>0.25>0.18>0.13um襯底材料：CMOS>SOI>SiGe>GaAs>SiC互連材料：Cu>Al（國(guó)外先進(jìn)工藝）Al>Cu（國(guó)內(nèi)現(xiàn)有工藝）鈍化材料：SiN>PSG>聚烯亞胺無機(jī)>有機(jī)鍵合材料：Au>Al(Si）電路形式：數(shù)/模分離>數(shù)/模合一RF/BB分離>RF/BB合一2

5、.2元器件選擇要點(diǎn)考察器件制造工藝水平鍵合材料與引線機(jī)械強(qiáng)度的關(guān)系對(duì)于設(shè)備關(guān)鍵部位和國(guó)家重點(diǎn)工程所用的國(guó)外集成電路要通過MIL-STD883試驗(yàn)，分立半導(dǎo)體器件的質(zhì)量要符合MIL-S-19500的要求供貨渠道可靠的品牌公司或國(guó)內(nèi)代理商在產(chǎn)品長(zhǎng)期使用中質(zhì)量穩(wěn)定可靠的老供貨商能提供委托方的產(chǎn)品質(zhì)量證明或試驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告的供貨商無不合格的性能指標(biāo)參數(shù)不是已停止生產(chǎn)或不再供貨的產(chǎn)品2.2元器件選擇要點(diǎn)國(guó)外元器件選用質(zhì)量、成品率與可靠性質(zhì)量：出廠檢驗(yàn)或老化篩選中發(fā)現(xiàn)的有缺陷器件數(shù)成品率：批量器件中的合格器件數(shù)可靠性：經(jīng)歷一年以上的上機(jī)時(shí)間后的失效器件數(shù)一般而言，器件的質(zhì)量與成品

6、率越高，可靠性越好。但質(zhì)量與成品率相同的器件，可靠性并非完全相同塑料封裝：成本低，氣密性差，吸潮，承受功率小，易老化，不易散熱陶瓷封裝：氣密性好，耐高溫，承受功率大，成本高金屬封裝：氣密性好，耐高溫，承受功率較大，屏蔽效果好，成本高2.2元器件選擇要點(diǎn)封裝的選擇:封裝材料有引腳元件：寄生電感1nH/mm/引腳（越短越好），寄生電容4pF/引腳無引腳元件：寄生電感0.5nH/端口，寄生電容0.3pF/端口表面貼裝>放射狀引腳>軸面平行引腳2.2元器件選擇要點(diǎn)封裝的選擇:管腳形式SMT有利于可靠性的原因引線極短：降低了分布電感和電容，提高了抗干擾能力機(jī)械強(qiáng)度高：提高了

7、電路抗振動(dòng)和沖擊的能力裝配一致性好：成品率高，參數(shù)離散性小2.2元器件選擇要點(diǎn)封裝的選擇:表面貼裝引線涂覆形式的選擇鍍金：環(huán)境適應(yīng)性好，易焊性佳，成本高鍍錫：易焊性好，環(huán)境適應(yīng)性一般，成本中等熱焊料浸漬涂覆：質(zhì)量最差內(nèi)部鈍化材料的選擇芯片表面涂覆有機(jī)涂層或有機(jī)薄膜：慎用芯片表面淀積有無機(jī)材料薄膜：可用內(nèi)部氣氛真空封裝：抗輻照，對(duì)管殼密封性要求高惰性氣體封裝：易形成污染及電離氣體，有利于抵抗外界氣氛侵入2.2元器件選擇要點(diǎn)引線及鈍化材料的選擇二極管與三極管慎用鍺管（工作溫度范圍?。┥饔命c(diǎn)接觸器件（機(jī)械強(qiáng)度差）VDMOS功率管優(yōu)于雙極功率管（安全工作區(qū)大，無二次擊穿，

8、功耗小，速