提高电子元器件可靠性的探索与思考

提高电子元器件可靠性的探索与思考

曾海斌

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宁德时代新能源科技股份有限公司  350000

摘要：在各类设备的电路系统设计过程中，电子元器件属于其中非常关键的组成部分。随着社会的发展，电子装置越来越趋向于复杂化，人们对电子装置的要求也越来越高。当前，可靠性高、速度快、消耗功率小和成本低等特点，已成为现代社会对电子元器件的新需要。电子元器件常指电器、仪表等设备的零部件，而电子系统一般由数量众多的电子元器件组成，通常人们通过将电子元器件进行串联来保证电子系统的稳定运行。其中，只要有一个电子元器件受到性能和环境等因素的影响发生故障，就会影响整个电子系统的运行。因此，电子系统中电子元器件的稳定性和可靠性尤为重要。

关键词：电子元器件；可靠性；探索思考

引言

作为电子设备重要组成，电子元器件质量、性能直接影响到电子设备功能发挥以及稳定运行。而要想实现电子设备功能的最大化体现，必须做到对电子元器件的正确、合理筛选，从众多的电子元器件检测、筛选出具备可靠性、稳定性的电子元器件，过滤、淘汰掉存在质量问题的元器件，进而保障电子设备的稳定运行。也正因此，进行元器件可靠性筛选的研究，对提升电子设备使用寿命有着重要现实意义。

1电子元件的可靠性

1.1　电子元件的可靠性概述

元器件可靠性是指在规定时间内，按照国家标准要求，进行元器件质量与性能的保证，确保元器件的质量与性能符合规定要求。而针对元器件可靠性的控制，需以元器件性能、角度两个方面进行有效管控。对于元器件性能而言，运行期间极易受到各种因素影响，例如因工作条件、环境以及模式的差异而影响到元器件性能的发挥。相关研究表明，元器件可靠性失败比率中，功能可靠性与质量可靠性各占50%，所以通过质量、性能进行元器件的可靠性控制至关重要，在具体筛选过程中，需在保障元器件质量可靠性的前提下，进行元器件性能可靠性的筛选，达到有效排除失效元器件的目的。

1.2　电子元件的可靠性检测价值

电子元器件的可靠性与筛选检测，一般发生电子元器件大规模设计、生产或者使用安装阶段，通过可靠性与筛选检测，对电子元器件的设计质量、材料和工艺质量进行评价，同时定期或者不定期对电子元件生产质量进行控制。电子元器件的可靠性与筛选检测可以保障电子元器件的可靠性，对其设计、材料以及工艺阶段的问题进行披露，这对于设计者、生产者以及使用者都具有重要的价值；同时通过可靠性与筛选检测，对电气元器件的指标进行全面考核，这也是新电子元器件新品的设计定型的必要措施；此外通过可靠性与筛选检测可以了解电子元器件在不同工作环境和条件的表现，确定失效规律和模式，以便更加科学的使用，从而保证电子设备的安全可靠。

2电子元器件发生失效情况的主要原因

2.1设计缺陷方面的原因

（1）元器件单元的等级选取不合适

如果电路在规划设计的过程中没能充分分析元器件单元在实际工作中的状态；或者由于成本方面的制约，在元器件定型的过程中采用了低等级的产品，这样的产品在相对恶劣的使用环境下非常容易造成元器件出现失效的情况。

（2）元器件的相关参数选取不适当

如果电路在规划设计的过程中没有根据电路实际况来选取元器件。比如采用电容来进行电源的滤波操作，某些设计人员错误地认为电容元器件的耐压值小于等于电源的电压就能满足系统的需要。

2.2产品制程中的相关问题

（1）投入使用前没能针对元器件实施适当的预处理操作

某些电子元器件在实际投入应用前必须实施相关的预处理操作，随后才可以完全投入实际使用过程，很多相关设计人员会忽视该步骤。

（2）安装过程问题出现的元器件损伤

电子元器件单元在其安装过程中，有可能伴随应力的产生。为此如果安装的过程中操作方式不合理，伴随出现的各类应力就可能对相应的电子元器件带来不必要的损伤。安装的时候也有可能给元器件单元带来碰撞方面的损伤，因此选取科学合理的安装方法对于电子元件使用过程的可靠性非常重要。

2.3电应力方面的因素

主要问题即为元器件的接触不良、带电插拔、静电产生等因素。多数电路系统中的相关保护方式均为接零，也就是说连接地线与零线，这样就能符合其实际运行的标准。不过针对电子元器件来讲，电路系统在规划设计的过程中进行安装测试的情况下，需要实施接地保护操作，也就是将零线与地线分离。不过在实际的执行过程中，某些操作人员没有重视相关问题，使得该电子元器件发生失效的情况。

3提高元器件使用可靠性的措施

3.1加强元器件的检测与筛选

即使元器件装配工艺科学、产品设计合理，但其安全性、可靠性仍受到诸多因素的制约。对元器件进行筛选与测试，可以有效剔除早期失效元器件。在测试电路功能时，可采用功能测试、交流参数测试、直流参数测试，增加高温参数测试、低温参数测试、温度循环测试、电老炼测试或高温电老炼测试等方法确保器件的可靠性。同时，元器件使用方应与生产方增进沟通，使生产方了解自身使用要求及条件，增进对元器件的测试覆盖性，以确保元器件的可靠性。

在电子元器件的筛选中，要注意质量控制，统筹兼顾，科学选择，简化设计，合理运用元器件的性能参数，发挥电子元器件的功能作用。在进行元器件的老化筛选时，应人为制造元器件早期工作条件，使元器件处在模拟的工作状态下，把早期失效的产品在使用前剔除，以提高产品的可靠性。检测前，应对电子元器件检测中常见问题及解决方案有一个全面的了解。要求有多种通用或专门测试仪器，针对一般性的电子设计或电子设备中使用的元器件，应运用万用表等普通仪表检测。在使用万用表进行检测时，要注意万用表的使用要求，正确地使用。

3.2增强元器件质量体系管理

在制定元器件可靠性标准时，必须做到科学合理，并要建立起责任体系，即每个单位必须为每个产品的可靠性承担起责任，以改善产品的适配性；采用相关的测试与技术确保产品的可靠性。同时，遵循有关部门“统一选用、统一采购、统一监制与验收、统一筛选与复验、统一失效分析”的“五统一”管理原则，以及开展元器件破坏性物理分析等工作，加强对元器件的使用监管，并建立工作档案和故障历史资料，以保证其使用的可靠性。

3.3对冲击与振动进行监测

在元器件筛选过程中，若元器件进行冲击、振动试验，需要同时开展元器件电性能的监测，即对元器件开展振动、冲击监测试验。通过此试验开展，可对元器件的具体冲击振动环境进行有效模拟，实现在监测试验中有效剔除存在瞬时断路、虚焊故障、短路、机械结构不良等问题的元器件。分析振动、冲击监测试验的应用，在军用电子设备、接插件以及继电器筛选中常用。针对振动、冲击监测试验开展，具体标准为：振动条件包括1~2周期扫描；加速度范围控制在2~20；频率控制为20~2000Hz，延长共振点停留时间。针对冲击筛选条件，包括冲击次数控制在3~5次；1500~3000g。需注意，该项筛选试验只适用于元器件检测。

结语

随着科学技术的进步，人们对元器件的可靠性和稳定性的要求越来越高。元器件是电子产品中的关键部件，它直接关系到整个系统的运行。如何提高产品的可靠性，一直是电子产品的应用和研发部门关注的焦点。在生产实践中，必须了解影响其可靠性的各种因素及改善措施，规范其使用，提高其使用的可靠性。文章从提高电子产品可靠性的角度，探讨了提高其可靠性的对策，并对其进行了详细的分析，以期推动我国电子产品市场的整体发展。

参考文献

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[2]何培标.浅谈电子元器件检测及误差分析[J].数码设计（下）,2019(8):133-134.

[3]韩璞辉.电子元器件的可靠性筛选及相关问题解析[J].科技创新与应用,2016(23):154.