林长苓;靳宝善
【摘 要】阐述了电子元器件的质量与可靠性的相关内容,并给出了元器件的选用原则和使用中的注意事项,便于元器件管理部门进行规范化管理,也为广大技术人员在选用元器件时提供了帮助和支持. 【期刊名称】《电子产品可靠性与环境试验》
【年(卷),期】2010(028)004
【总页数】5页(P32-36)
【关键词】电子元器件;选用;管理;控制;可靠性
【作 者】林长苓;靳宝善地锚机
【作者单位】工业和信息化部电子第五研究所,广东,广州,510610;国防科工局协作配套中心,北京,100081
【正文语种】中 文
【中图分类】TN601
划线仪1 引言
电子元器件是武器装备的基础，它的质量与可靠性直接关系到装备的技术性能、研制进程以及作战能力。大量的电子整机故障统计表明，电子元器件的失效在整机故障分布中占首位。美国HP公司的整机在使用期间发生故障的原因，75%来自于元器件；我国 “七五”期间，航空电子设备发生故障的原因，40%是由于元器件设计、选用不合理造成的。由此可见，合理地选择和使用元器件，对其全寿命周期中的各个环节进行控制，是提高装备可靠性的重要保障。
2 电子元器件的可靠性
电子元器件的可靠性包括固有可靠性和使用可靠性两个方面。固有可靠性是可靠性的基础，一般是指元器件制造完成时所具有的可靠性，它是由元器件的设计、工艺、制造、管理和原材料性能等方面的因素所决定的；使用可靠性则指元器件交付使用后，由于工作条
件、环境条件和人为因素等引发的可靠性问题。表1为近年来国内外电子整机失效统计数据。
表1 近些年元器件失效比例统计表?
在元器件选用方面，许多设计人员往往只注意元器件的性能指标和温度范围是否符合整机的要求，而忽略了元器件的质量等级、考核标准和失效模式等与整机可靠性的密切关系，从而使整机常常出现性能合格，但可靠性考核却难以通过的情况。
因此，必须对电子元器件的选择和使用加以严格控制，从元器件可靠性的两个方面着手，首先选用有质量保证的、经实践证明其固有可靠性较高的产品。其次，应开展二次筛选、降额设计和热设计等可靠性设计，并建立完整的质量跟踪及质量数据库，从而形成一种闭环控制系统，提高元器件的使用可靠性。
3 电子元器件的质量等级
元器件的质量等级可分为：用于元器件生产控制、选择和采购的质量等级和用于电子设备可靠性预计的质量等级两种。
3.1 用于元器件生产控制、选择和采购的质量等级
元器件的质量等级与其生产过程执行的规范是密不可分的，规范要求质量控制的严格程度，决定了元器件质量等级的高低。在大多数军工产品中，采用国产元器件的质量等级分为 （七专）7905、（七专）8406、 （七专）840611A（半导体分立器件）、 （七专）补充技术协议以及国军标 （GJB）等5种。前4种可以认为是4种质量等级，而国军标由于参照采用了美国军用标准 （MIL），其质量等级的分类方法比较复杂，国军标元器件的质量等级包括：器件的质量保证等级和有可靠性指标的元件的失效率等级，如表2所示。
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表2 国军标元器件质量分级?
3.2 用于电子设备可靠性预计的质量等级
当按GJB/Z 299进行电子设备可靠性预计时，在该标准中列出了另一种质量等级与质量保证等级及失效率等级有一一对应的关系。由于质量保证等级及失效率等级有时也可简称为质量等级，所以两者很易混淆。但只有军用级元器件才有质量保证等级及失效率等级，而对于几乎所有的元器件都有进行可靠性预计的质量等级，这是两者主要的差别。表3列出了半导体集成电路的可靠性预计质量等级。
表3 半导体集成电路的可靠性预计质量等级?
4 电子元器件的选用原则和顺序
4.1 电子元器件的选用原则
1）元器件的技术性能、执行标准、质量等级和使用条件等应满足电子装备的要求；
2）优先选用列入军用电子元器件合格产品目录 （QPL）及合格制造厂目录 （QML）中的元器件；
3）优先选择经认定合格、质量有保证、供货及时、价格合理、技术服务好以及具有良好信誉的合格电子元器件科研生产单位生产的元器件；
4）优先选用经工程实践证明质量稳定、可靠性高、有发展前景以及供货有保障的标准电子元器件；
5）应最大限度地压缩元器件品种、规格和生产单位；
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6）在满足质量要求的前提下，性价比相当时，应优先选用国产电子元器件，尽量减少选用进口电子元器件；
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7）不选用未经设计定型的新研元器件、已停产或将要停产的电子元器件；
8）限制使用质量等级不能完全满足电子装备要求但为实现整机功能而不得不使用的电子元器件；
9）禁止使用因材料、工艺和使用条件等原因而被工程要求禁止使用的元器件。
4.2 电子元器件的选用顺序
1）根据元器件的使用部位的电性能、体积、质量等要求，在元器件优选或选用目录中选择元器件的品种、规格，并留有足够的余量；
2）根据元器件使用的环境要求，选择元器件的封装形式、引线涂覆及辐射强度保证 （RHA）等级等环境适应能力 （不同的应用环境对电子元器件的选用附加要求和试验项目也不同）；
3）根据整机的可靠性要求来选择元器件的质量等级。
5 电子元器件的管理与控制
5.1 电子元器件的管理现状
电子元器件是电子产品的重要组成单元，对于电子设备的成本、研制周期和可靠性都会产生重要的影响。元器件管理不仅仅涉及到产品设计部门，而且会牵涉到制作和采购等部门。目前国内的元器件管理存在的主要问题如下：
1）缺乏集中统一的元器件信息库；
2）缺乏有效的元器件管理机制；
3）元器件选用控制不严格 （产品设计人员选用的某些元器件存在可靠性差、采购周期长、成本高或者电子装配要求难以满足等诸多问题，严重影响了产品的研制和生产）。
5.2 电子元器件的管理与控制
针对电子元器件管理方面存在的问题，可采取如下措施：
a）建立企业级的元器件信息库
电子设备研制单位应当建立企业级范围内的统一元器件信息库，对入库元器件的数据严格审核，确保库中数据的准确性与完备性，形成企业内部唯一的元器件数据源，同时加强元器件库访问权限控制，实现对数据的统一管理与维护。
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b）建立型号工程的元器件优选目录
各型号工程总体单位可参照GJB 3404-98《电子元器件选用管理要求》，制定型号工程的元器件优选目录，作为设计选择、质量与可靠性管理和采购的依据，应严格按照优选目录来选择元器件，超目录选择应严格审批；优选目录的内容应包括：元器件名称、型号、主要技术参数、执行标准、质量等级、封装外形以及生产商等栏目内容；优选目录应根据型号研制和生产的不同阶段来进行动态管理。
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