提升电路中元器件的使用可靠性的探讨

江苏省泰州引江河管理处 张劲军



提升电路中元器件的使用可靠性的探讨

江苏省泰州引江河管理处 张劲军

【摘要】电子元器是电路系统的基础部分，为保证电子元器件以及整机系统之间的有效配合，需要确保其使用的可靠性。随着技术的进步，电子设备的使用环境也越来越复杂，对电子元器件可靠性也提出了更为严格的要求。为此文简要介绍了电路中元器件可靠性的影响因素，并探讨了确保元器件使用可靠性的相关措施。

【关键词】电路；元器件；可靠性；原因；措施

1 引言

电子设备通常是由不同电子元器件所组成的，在设备设计环节，通过分析元器件的串联模型，才可以实现系统功能运行正常。对大多数的元器件厂商来说，使用可靠性可以说是最为基础的要求［1］。任何电子元器件功能的丧失，都会影响的系统功能。因此为确保系统功能正常，需要强化设计人员对于元器件可靠性的重视程度，进行合理科学的使用，不断提高元器件可靠性，从而确保整机运行。

2 电子元器件的失效原因分析

2.1 设计问题

通过统计分析工作元器件的失效数据，结果发现元器件的失效一方面是元器件自身质量问题，另一方面是因为整机的电路元器件设计不够科学而诱发的。通过对我国的战术雷达以及电视机等产品进行现场故障分析发现设计不科学引发的故障最为常见［2］。这些现场数据表明要想改善产品可靠性，一个重要的步骤就是要做好产品设计工作。

2.2 各种人为因素

有的人不会使用元器件，让这样的人去负责使用元器件，很可能会用坏元器件。这个问题在实际生活当中可以说也是非常常见的。在制造元器件、运输元器件还有使用元器件的时候，各个环节发生事故都可能元器件没法用。比如在安装元器件的时候，第一次插上后能够正常显示［3］，但是第二次插上就不能正常显示了，机器也没法正常工作。之所以出现这方面的问题，一个非常重要的原因就是烙铁接地不好，这样一来就违反了焊接标准，静电击穿元器件，元器件自然不可能再正常工作。

2.3 其它因素

统计显示因电应力问题导致的失效也较为常见。比较常见的原因包括示波器探头、接地不良、反冲电动势、浪涌、二次击穿以及静电等。比如很多单位供电时采取接零保护，也就是零线同地线连接［4］，这是符合日常家庭用电规范的。不过对各种CMOS器件及一般的元器件来说，在设计、生产及调试环节，都需要改成接地保护，也就是需要分开零线。但很多单位对这一问题缺乏相应的重视，导致元器件失效甚至产品报废。

3 提高电子元器件使用可靠性的几点建议

3.1 尽量采用经过元器件质量认定，并经过实际证明质量好、可靠性高、定点生产的成熟与通用的元器件

在购买元器件的时候，需要好好考虑下其用处，需要使用什么类型的元器件，以确定需要购买的元器件种类及型号。元器件选择主要考虑下列因素：第一，元器件生产厂商方面，需要考虑生产质量、采购的具体需求还有配套的售后服务。第二，元器件使用的时候，需要派人专门分析元器件的大小、安装质量以及开关使用需要注意的事项，分析功率是高还是低，并且向人打听怎么样去控制腐蚀。第三，分析可靠性的影响因素，比如设计是不是成熟、供应商的资质还有元器件的结构、材料以及工艺状况等［5］。第四，分析元器件质量控制状况。第五，在确定元器件的使用性能时应当综合分析各种参数有可能出现的影响，还要研究下标准化安装方面的要求。

3.2 为了降低元器件现场使用的失效率，对元器件的使用实行降额（包括电流、电压和功率）及降温的办法

降额设计的主要目的是确保元器件工作的时候承受应力低于元器额定值，这样有利于减少故障率，能够保证元器件可靠。不管是电子产品还是常用的各种机械产品，在设计环节往往都免不了要降额。因为电子产品对温度等方面的影响因素更加敏感，所以降额设计格外重要，是可靠性设计当中的内容［6］。要器件不同，使用的降额方法往往也有着非常大的区别。电阻器降额的原理是降低功率比，电容器的原理则是降低电压，半导体器件则不得不首先保证功耗。数字电路要降低温度还有电负荷从而降额，线性电路以及半导体存储器同样需要控制附近的环境温度。不过需要注意的是，降额设计需要把握降额的等级，一味追求降额也无明显的利好，反而会导致元器件特性出现改变，使用的元器件数量反而会增多，容易发生找不到合适元器件的问题，影响到备的正常用。好比说电子管电压等都不能使劲减额，要不然的话会缩短电子管使用寿命。对微波磁控管而言尤为显著，一方面会影响到使用寿命，甚至还容易导致灯丝欠热出现跳火问题，无法正常工作，使得继电器无法吸合导致接点抖动。部分元器件在减额一定程度之后也无法达到预期效果。

3.3 在保证电路功能的前提下，应按以下要求来选择元器件

第一，要鼓励购买数字电路，而不是图便宜去买模拟电路。在买数字电路的时候，也要尽可能去买集成度非常高的电路，而不是买那些集成度非常低的便宜电路。要最大限度选择密封的器件，最大限度使用功耗比较低的元器件。第二，要在购买使用之前先统计下使用的功率还有频率等因素，然后去订购合适的器件，要最大限度购买优质的、硅半导体材料制造的器件，避免选择使用锗半导体器件。第三，如果设备的使用环境非常苛刻，并且对于储存材料的要求也比较高，那么就定不能使用封装不够严实的结构，这种器件应当在地面上比较固定的环境当中使用，而是需要选择使用陶瓷或者是金属封装的器件。第四，尽可能选择使用高可靠器件。第五，最大限度使用那些无源的器件，而不是使用有源的器件。第六，尽可能避免使用电位器，如有必须需要选择合成实芯或者是线绕电位器，在结束调机结束之后密封。第七，根据各种参数来确定什么电容器合适。最好选择铝电解，在使用的时候需要做好工作人员的培训。第八，根据温度、阻值、功率、噪声还有电压等选择电阻器，不能用RT电阻器，而要使用IU电阻器。3.4正确选择安装工艺方法

例如印制板配合孔以及元器件安装孔的结构尺寸需要合理设计，避免因工艺设计或者是结构设计方面的问题加大元器件的内应力，使得元器件过早失效。同时需要重视元器件的可靠性研究，撰写元器件安全使用南或者是详细规范，指定元器件的优选目录。此外要根据不同类型电子设备各自的可靠性要求以及应用环境，来确定设备需要的元器件质量水平，拟定元器件的选择清单。在使用的时候需要根据产品实际要求，来对元器件的选择目录进行动态理。这样一来，就能够不断加强设计人员对于元器件可靠性的重视程度。最后重视元器件检验以及筛选工作，从头上避免不合格的元器件。通过尝试元器件的极限应力试验，来改善元器件的应用可靠

性。在极限温度以及机械应力条件下，进行元器件的试验以及分析，从而发现元器件的工艺、设计还有结构方面的缺陷。为了确保元器件能够满足系统使用环境要求，需要提供直接数据的参考。

4 结束语

综上所述，电子元器件是设备系统当中的基础组成部分，其是否可靠对电子设备的整体运行有直接影响，因此，在选择电子元器件时，需要确保元器件自身的可靠性较强，并且可以满足设备系统的相关指标要求，才可以保证设备稳定正常运转。

参考文献

［1］温培和.常用电子元器件的性能分析［J］.价值工程，2015，30（36）﹕123-125.

［2］黄苏萍.电子元器件可靠性与检测筛选［J］.中国新技术新产品，2014，12（4）﹕236-239.

［3］于迎.提高电子元器件使用可靠性的方法［J］.环境技术，2014，10（4）﹕301-302.

［4］吕俊霞，宣峰.电子器件的可靠性分析［J］.洁净与空调技术，2014，5（1）﹕356-358.

［5］杨丹，恩云飞，黄云.电子元器件的贮存可靠性及评价技术［J］.电子元件与材料，2015，11（7）﹕99-101.

［6］徐延林，马峰，黄能斌，等.电子工业静电防护技术［M］.西安﹕陕西科学技术出版社，2014﹕159-161.