电子元器件的可靠性应用
电子元器件的可靠性设计与故障分析
电子元器件的可靠性设计与故障分析电子元器件在现代科技中扮演着至关重要的角色。
然而，由于其特殊的工作环境和复杂的电路设计，电子元器件的可靠性问题一直是制造商和设计者们面临的挑战。
本文将探讨电子元器件可靠性设计的重要性以及故障分析的方法，以便提高产品的质量和性能。
一、电子元器件可靠性设计的重要性电子元器件可靠性设计是保证电子产品正常运行的关键。
当产品的电子元器件失效时，不仅会导致生产停滞和经济损失，更重要的是会对用户的个人安全和财产安全造成威胁。
因此，通过进行可靠性设计，可以将故障率降至最低，确保产品的性能和可靠性。
1.1 材料选择与工艺控制在电子元器件的可靠性设计中，合适的材料选择和工艺控制非常重要。
首先，选择具有高稳定性和低故障率的材料能够减少电子元器件的失效风险。
同时，通过控制工艺参数，如温度、湿度和气压等，可以提高电子元器件的耐久性和稳定性。
1.2 电路设计与布局电子元器件的电路设计和布局直接影响其可靠性。
在电路设计中，合理选择电阻、电容、电感等元器件的数值和型号，能够增强电路的稳定性和抗干扰能力。
此外，合理布局电子元器件，降低电路的电感和电容耦合，有助于减少失效率。
1.3 散热设计与保护措施电子元器件的工作过程中会产生热量，散热设计和保护措施对于提高可靠性至关重要。
合理设计散热装置，保持元器件的温度在安全范围内，可以减少因热失控引起的故障。
此外，通过使用过流保护器、过压保护器等保护装置，可以避免电子元器件被损坏或过载。
二、故障分析的方法当电子元器件发生故障时，对其进行准确的故障分析是修复和改进产品的关键步骤。
下面介绍几种常见的故障分析方法。
2.1 失效模式与效应分析（FMEA）失效模式与效应分析是一种系统地分析电子元器件故障的方法。
通过识别潜在的失效模式和分析其可能的影响，可以有针对性地采取措施来防止故障的发生或减小其影响。
2.2 元器件失效分析元器件失效分析是通过对元器件的物理性能、电性能和结构特征等进行测试和分析，来确定其失效原因。
电子元器件的可靠性分析_1
电子元器件的可靠性分析发布时间：2022-11-08T00:34:11.555Z 来源：《科学与技术》2022年7月第13期作者：邢亚琼[导读] 在通常状况下电子元器件相关工程技术人员在设计电路设备系统的过程中，电子元器件作为整个电子电路集成系统最为关键的零部件，邢亚琼身份证号 14222219941229****摘要：在通常状况下电子元器件相关工程技术人员在设计电路设备系统的过程中，电子元器件作为整个电子电路集成系统最为关键的零部件，其使用可靠性对于整个电子电路集成系统是否能够长期安全稳定工作、以及是否能够发挥其最大额定工作效率具有非常大的影响。
基于此，电子元器件相关工程技术人员在使用电子元器件的过程中，首先就需要清楚掌握该零件的安全可靠性，保证其完全符合有关装置及其电子集成系统使用的技术标准要求，进而最大限度地确保整个电子电路系统的安全稳定性。
关键词：电子元器件；可靠性；有效措施1导言在当前的市场经济系统下，作为电子元器件重要一部分的电子元器件及其质量与产品功能的实现密切相关，受到业界的广泛关注。
基于此，文章针对电子元器件的可靠性有效措施进行了分析，以供参考。
2电子元器件单元简述通常电子系统的元器件单元总体上能够分成电子元件以及电子器件这两大类范畴，电子器件通常指的是由半导体相关材料制造出来的基础型的电子相关元件单元（比如二极管、晶体管和各种规模的集成电路系统等）。
此类元件可以划分成无源的器件（比如二极管装置）、有源的器件（例如晶体管和集成电路系统等）这两大种类。
无源类型的器件只需通过输入信号提供的电能来进行相应的工作，无需外加电源来给相应的器件提供电能；有源类型的器件则需要有专门为其提供相应电能的电源装置才可以进行相应的操作。
伴随着当今时代电子领域的新技术与新工艺的持续进步，一些电子元件和电子器件之间的区别已经很难来进行划分，而且很多现代化的电子元器件已经不再是单纯的硬件设备系统了，比如单片机与单片机系统已经是一类基于相应的软件系统的硬件芯片单元。
电子元器件的可靠性与稳定性研究
电子元器件的可靠性与稳定性研究电子元器件是现代电子技术的基础和重要组成部分。
其可靠性与稳定性是影响电子产品质量和寿命的关键因素，也是电子制造领域的重点研究方向之一。
一、电子元器件可靠性的定义和影响因素电子元器件的可靠性是指其在规定的工作条件下，在一定时间内正常运行、不出现故障的能力。
影响电子元器件可靠性的因素较为复杂，主要包括两个方面：内部因素和外部因素。
内部因素包括材料质量、制造工艺、设计结构、加工精度等因素，这些因素直接影响元器件的品质和性能。
外部因素包括电气应力、温度、湿度、振动、气氛环境等因素，这些因素会与内部因素相互作用，共同影响电子元器件的可靠性。
二、电子元器件可靠性的评价方法评价电子元器件可靠性的方法主要包括两个方面：实验测试和数学模拟。
实验测试是通过一系列的可靠性试验，对元器件的品质和性能进行评估。
例如，可进行加速寿命试验、温度循环试验、高温高湿试验、电压应力试验等，以便评估电子元器件的可靠性水平。
数学模拟是利用计算机辅助软件对元器件进行数学模拟，解析其物理和化学特性，以预测其寿命和可靠性。
这种方法具有快速、准确等优点，对于需要大量试验数据的元器件可靠性评估尤为有效。
三、电子元器件的稳定性研究电子元器件的稳定性研究不仅关乎其性能表现，还涉及到应用中的安全稳定性和可靠性问题。
电子元器件的稳定性主要包括长期稳定性和短期稳定性两个方面。
长期稳定性是指电子元器件在长时间工作状态下，各项性能指标的变化程度。
对于一些长期运行和高度安全要求的设备，尤其需要关注长期稳定性问题。
短期稳定性则是指元器件在工作过程中由不同条件引起的临时性的性能偏差。
这种稳定性问题对于高速、高频、高精度设备尤其关键。
四、电子元器件可靠性和稳定性的研究现状和未来发展方向电子元器件可靠性和稳定性的研究不断得到深入，实现了快速进展。
在可靠性试验方法上，常规耐热、耐零下温度、抗电应力、耐湿等测试以外，现在也考虑到模拟卫星轨道等特殊工作条件下的可靠性评估。
电气工程中的电子元器件选型与应用
电气工程中的电子元器件选型与应用电气工程广泛应用于各种工业和民用领域，离不开电子元器件的选型与应用。
电子元器件是电路中的基本构成要素，正确的选型与应用可以确保电路的性能和可靠性。
本文将从电气工程中的电子元器件选型和应用两个方面进行论述。
一、电子元器件选型在电气工程中，正确选择电子元器件至关重要。
电子元器件的选型需要根据电路的要求和特性来决定，主要包括以下几个方面：1. 电气参数：电气参数是评价电子元器件性能的重要指标，例如电阻器的电阻值、电容器的容量、电感器的电感等。
在选型时，需要根据电路的工作电压、电流大小和频率等参数来选择合适的电子元器件。
2. 工作环境：不同的工作环境对电子元器件有不同的要求。
例如，工业领域的电子元器件需要具有较高的耐高温、耐振动、耐腐蚀等性能；而在民用电器中，电子元器件的体积和重量可能是一个考虑因素。
3. 可靠性：电子元器件的可靠性是评价其使用寿命和性能稳定性的指标。
在选型时，需要选择具有较高可靠性的电子元器件，以确保电路的正常运行和长期稳定性。
4. 成本：成本是电子元器件选型的重要考虑因素。
不同品牌和型号的电子元器件可能有不同的成本，需要综合考虑性能与成本之间的关系，选择合适的电子元器件。
二、电子元器件应用电子元器件在电气工程中有多种应用场景，下面将介绍几个典型的应用示例：1. 滤波器：滤波器是电子电路中常用的元器件，用于去除非期望频率的信号，保留期望频率的信号。
在电气工程中，滤波器广泛应用于音频设备、通信设备和电源等领域，以确保信号的准确传输和干净的电源供应。
2. 变压器：变压器是电气工程中常见的元器件，用于实现电压的变换和传输。
在电力系统中，变压器用于将高电压的电能传输到远距离并降低损耗；在电子设备中，变压器用于将电源高压转换为适合电路工作的低压。
3. 集成电路：集成电路是电子工程领域中应用广泛的元器件，它将大量的电子功能集成到一个芯片中。
在电气工程中，集成电路可用于控制系统、计算机硬件、嵌入式系统等，提供复杂的功能和高效的性能。
电子元器件的可靠性与质量控制策略
电子元器件的可靠性与质量控制策略在电子设备的制造过程中，电子元器件的可靠性和质量控制是至关重要的。
本文将探讨电子元器件可靠性及相关的质量控制策略，旨在提高电子产品的品质。
一、电子元器件的可靠性分析电子元器件的可靠性是指在特定条件下，在给定时间内，不发生失效的能力。
了解电子元器件的可靠性意味着能够预测其寿命和失效情况，为质量控制提供依据。
1.1 可靠性的评估指标电子元器件的可靠性评估指标主要包括以下几个方面：- 失效率：衡量在给定时间内电子元器件失效的概率。
- 平均无故障时间（MTBF）：衡量在特定时间内电子元器件无故障运行的平均时间。
- 可靠度：衡量在给定条件下，电子元器件在特定时间内无故障的概率。
1.2 影响可靠性的因素电子元器件的可靠性受到多种因素的影响，包括但不限于：- 温度变化：高温环境容易导致电子元器件损伤或失效。
- 湿度变化：过高的湿度可能引起电子元器件的腐蚀。
- 电压应力：超出电子元器件耐受范围的电压可能导致失效。
- 组装工艺：不良的焊接和连接可能导致元器件间的电气连接问题。
- 运输和存储条件：不当的运输和存储条件可能损坏电子元器件。
二、质量控制策略2.1 零部件选择与供应链管理为了保证电子元器件的可靠性，选择质量可靠的供应商是至关重要的。
这涉及到供应链管理，包括：- 与供应商建立长期稳定的合作关系，以确保供应的持续性。
- 对供应商进行评估，包括其质量控制体系、生产能力和技术支持能力等。
- 采用多品牌、多样品的策略，以减少供应链风险。
2.2 工艺控制与制造过程监控对于电子元器件制造过程，有效的工艺控制和制造过程监控是确保产品质量的关键。
包括但不限于以下措施：- 严格控制环境条件，包括温度、湿度等参数，以保证生产环境的稳定性。
- 建立可追溯性体系，确保每个步骤都有完整的记录和检查。
- 使用自动化设备和工艺技术，减少人为误差的发生。
- 进行过程监控，及时发现异常情况并采取相应措施。
2.3 可靠性测试与验证可靠性测试和验证是确保电子元器件可靠性的重要手段。
电子元器件选型与可靠性应用(印刷稿)全篇
18
机柜温升计算
△ T= 0.05 Q/V
Q：机柜内的散热功率（W） V：风机的体积流量（m3/min） 基于机柜内耗散功率均匀分布的前提。
V=3.16 Q / △T
19
半导体制冷
• 冷却功能模块的电功率≤冷却功率*（3-6%）； • 适用于器件和仪器仪表的冷却，大功率散热慎用。
49
• 聚苯乙烯电容器： 1. 优点：额定DC电压范围宽，从几百到数千伏；精度可达5‰；绝
缘电阻高，一般在10000MΩ以上。高频损耗小，电容量稳定； 2. 缺点：工作温度范围不宽，上限为+75℃。
• 聚苯乙烯薄膜电容： 1. 优点：介质损耗小，绝缘电阻高，温度特性和容量稳定性优于涤
纶电容器，可取代部分电解电容器，性能优于电解电容。体积小， 容量大。 2. 缺点：工作电压低，DC电压40V；温度系数大； 3. 适用场合：高频电路。
2.1 外购件规格书 2.2 器件在产品生命周期不同阶段的
注意事项
35
2.1 器件文档要素组成
• 供货商指定为生产商； • 指标齐全（Esp. 工艺选项）
外购件规格书示例（电机）.pdf
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2.2 器件在产品生命周期不同阶段的注意事项
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3、元器件选型
3.1 电子元器件的选型基本原则 3.2 无源元件（电阻、电容、电感、接插件） 3.3 二极管/三极管 3.4 晶振 3.5 散热器件 3.6 数字IC 3.7 电控光学器件（光耦、LED） 3.8 AD/DA 及 运放 3.9 电控机械动作器件 3.10 能量转换器件（开关电源、电源变换芯片、变压器） 3.11 保护器件（保险丝、磁环磁珠、压敏电阻、TVS管等）
电子元器件的可靠性测试与分析
电子元器件的可靠性测试与分析一、引言随着现代电子技术的发展，电子元器件的应用越来越广泛，但由于其本身特性以及外部环境等原因，电子元器件在使用过程中存在一定的可靠性问题。
对于电子元器件的可靠性测试与分析，是保障产品品质和用户利益的重要手段。
该文章将从可靠性测试的基础概念出发，对电子元器件的可靠性测试与分析进行探讨。
二、可靠性测试1. 可靠性测试的基本概念可靠性测试是指在产品研制完成后，通过一定的测试手段，对产品进行可靠性的检验和判定。
目的是为了评估产品在使用过程中的可靠性和稳定性。
通过这个过程，可以保证产品质量，提升产品的可靠性，延长产品的使用寿命，减少生产成本，提高用户满意度。
2. 可靠性测试的方法可靠性测试方法通常分为三种：加速寿命测试、正常寿命测试和数据分析。
加速寿命测试是指将产品放置在高温、高湿、高低温交变等条件下进行测试，加速产品老化。
根据老化程度进行分析评价。
正常寿命测试是指通过模拟产品预期的使用环境和条件，对产品进行测试，以模拟产品在实际使用情况下出现的问题。
这种测试方法是判定产品质量的关键，一般情况下开发商会将产品在生产前进行正常寿命测试。
数据分析是指通过收集、分析产品的运行数据，判断产品在使用过程中可能出现的问题和缺陷，以此预测产品的寿命。
三、电子元器件的可靠性测试与分析1. 电子元器件的分类电子元器件通常分为被动器件和有源器件两类。
被动器件包括电阻、电容、电感、变压器等，这些器件在电路中主要负责传输信号和储存能量。
有源器件包括二极管、晶体管、集成电路等，这些器件在电路中主要负责控制电信号的放大、调整、转换等功能。
2. 电子元器件的可靠性测试与分析电子元器件通常会经受各种环境因素的影响，例如温度、湿度、电压等。
这些因素会导致电子元器件受损，并可能造成电路故障。
因此，对电子元器件进行可靠性测试与分析是非常必要的。
在电子元器件的可靠性测试中，首先要进行电气参数测试，包括电容、电感、电阻、漏电等参数的测试，以保证电子元器件的电学性能符合设计要求。
元器件可靠性研究及其应用
元器件可靠性研究及其应用元器件是电子产品中至关重要的组成部分，其可靠性直接影响电子产品的使用寿命和性能稳定性。
因此元器件可靠性研究成为电子科技领域的一个重要课题。
一、元器件可靠性概述元器件可靠性是指元器件在正常使用条件下正常运行的时间长短及其失效率。
元器件的失效率是指在一定时间内元器件出现失效的概率。
元器件可靠性水平越高，其失效率越低，其在电子产品中的可用性越高。
元器件可靠性受多种因素影响，其中主要包括环境因素、制造和组装工艺因素、质量控制因素、设计因素等。
环境因素主要包括温度、湿度、振动、冲击、电磁辐射等，其中温度是影响元器件可靠性最重要的因素之一。
制造和组装工艺因素包括元器件的封装、焊接、印刷电路板等工艺，这些工艺的质量和精度，直接影响元器件的可靠性。
质量控制因素包括材料质量、制造工艺等，质量控制不严谨可能导致元器件失效率增加。
设计因素则包括元器件的选型和应用电路的设计等。
二、元器件可靠性评估方法为了评估元器件的可靠性，现代电子产品研发通常使用可靠性评估方法。
传统的可靠性评估方法主要使用加速模型法和寿命试验法。
加速模型法是指在相对较短的时间内，通过人工加速元器件的失效过程，利用加速因子，预测元器件在正常使用条件下的失效率。
寿命试验法则是在正常使用条件下，通过长时间的测试，观察元器件的失效率。
近年来，随着大数据、人工智能等技术的发展，出现了基于数据分析的可靠性评估方法，其基本思路是从元器件使用的实际数据中，挖掘出与可靠性相关的规律和模式，并对数据进行预测和分析。
这种方法的优点是减小了对元器件的人工干预，提高了评估的精度和可靠性，同时容易推广和落地应用。
三、元器件可靠性应用领域元器件可靠性不仅是电子科技领域的研究课题，在实际应用中也得到了广泛的应用。
在国防军工领域，元器件可靠性尤为重要，它直接关系到武器系统的可靠性和行动能力。
同时，在医疗设备、航空航天、交通、通信、能源等领域，元器件可靠性也是重要的考虑因素。
电子元器件的可靠性测试与验证
电子元器件的可靠性测试与验证电子元器件在各种电子设备中扮演着重要的角色，其可靠性测试与验证是确保产品质量和性能稳定的关键步骤。
本文将探讨电子元器件可靠性测试与验证的重要性、测试方法以及验证过程中的挑战和解决方案。
一、引言随着科技的不断发展，电子设备在生产和使用过程中面临着越来越多的挑战。
而电子元器件的可靠性正是评估电子设备能够在其设计寿命周期内正常工作的能力。
因此，对电子元器件进行可靠性测试与验证是确保产品质量和性能稳定的重要环节。
二、可靠性测试方法1. 加速寿命测试（ALT）加速寿命测试是通过高温、高湿、高压等环境条件，将器件暴露在特殊环境下，加速模拟电子元器件在长期使用过程中可能遇到的各种环境应力。
通过对大量样本进行测试，评估器件在各种极端条件下的寿命和可靠性。
2. 应力测试应力测试通常包括温度循环测试、温度湿度试验、振动测试和冲击测试等。
这些测试方法可以模拟电子元器件在运输、安装和使用过程中可能遇到的应力，评估其耐受能力和性能稳定性。
3. 可靠性建模与分析通过对电子元器件的物理、化学和电学特性进行建模与分析，可以预测器件的可靠性并优化设计。
如使用可靠性物理分析（RPA）方法，通过分析故障发生的原因和机理，对元器件的可靠性进行评估和改善。
三、可靠性验证过程1. 技术规范制定在可靠性验证过程中，制定技术规范是前提和基础。
技术规范应涵盖测试方法、验证标准和测试结果的评估指标等内容，以确保测试和验证的准确性和可重复性。
2. 测试方案设计根据产品的设计要求和技术规范，设计合适的测试方案。
测试方案应包括测试环境的确定、测试方法的选择、样本数量的确定等，以保证测试的全面性和可靠性。
3. 样本测试及数据分析根据设计的测试方案，对样本进行测试，并收集测试数据。
在数据分析过程中，可以结合统计学方法和可靠性工程分析工具，对测试结果进行定量和定性的分析，以得出可靠性评估和验证结论。
4. 结果报告和改进措施根据可靠性测试与验证的结果，撰写测试报告，详细描述测试过程、测试结果和验证结论。
(精选)电子元器件的可靠性应用完美
Copyright by Yiqi Zhuang 2005
1.3 应用可靠性问题 尺寸缩小→抗应力强度↓
电子管
晶体管
集成电路
Copyright by Yiqi Zhuang 2005
1.3 应用可靠性问题 元器件使用不当的情况
元器件选择
只考虑功能与性能指标，未考虑可靠性与质量指标 企业提供的可靠性指标与实际产品不符 不了解元器件的环境适应性、失效模式、质量保障水平
1989 61％
1990 40％
1991 56％
1992 45％
1993 46％
产生后果
即时失效：影响整机装配的合格率及成本，比较直观 潜在失效：影响整机寿命及环境适应能力，比较隐蔽
Copyright by Yiqi Zhuang 2005
1.3 应用可靠性问题
产生原因
器件集成度对外界应力敏感性（尺寸小，层次多） 新器件类型多样化、应用复杂化使用者未能及时掌握使用方法
工作应力接近电路最大应力的器件
功率器件：功率接近极限值 高压器件：电压接近极限值 电源电路：电压和电流接近极限值 高频器件：频率接近极限值
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个人观点供参考，欢迎讨论！
元器件使用
不了解元器件对使用环境的要求 不了解元器件的应力容限 不了解元器件的安装操作规范
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1.3 应用可靠性问题
器件制造方
提高器件对非常规的工作应力的抵抗力 提高器件对非常规的非工作应力的抵抗力
器件使用方
正确地选用器件 控制器件的工作条件：线路设计、结构设计、 热设计等 控制器件的非工作条件：装配、储存、运输、 测量等
电子元器件的可靠性和寿命评估技术
电子元器件的可靠性和寿命评估技术近年来，随着电子设备的广泛应用，电子元器件的可靠性和寿命评估成为了一个重要的研究领域。
在电子产品的设计和制造过程中，能够准确评估和预测电子元器件的可靠性和寿命，对于保证产品的稳定性和可靠性具有至关重要的意义。
本文将介绍电子元器件可靠性和寿命评估的相关技术和方法，并对其应用进行探讨。
一、可靠性评估技术可靠性是指电子元器件在一定的工作条件下能够在规定的时间内正常工作的能力。
为了评估电子元器件的可靠性，可以采用以下几种技术：1. 应力与失效分析技术应力与失效分析技术是通过分析电子元器件所受到的外部应力和内部失效模式，来评估元器件的可靠性。
在这个过程中，可以使用故障模式与失效分析（FMEA）等方法，对电子元器件的故障模式和失效机理进行深入研究。
通过分析元器件的物理劣化机理和故障行为，可以识别元器件的潜在故障模式，并进一步预测元器件的寿命和可靠性。
2. 加速寿命试验技术加速寿命试验技术是一种通过增加元器件的工作应力或提高温度等方法，将长期工作环境的影响迅速模拟出来，从而缩短寿命试验的时间。
通过在较短的时间内进行试验和评估，可以获取电子元器件在长期使用情况下的可靠性数据。
加速寿命试验技术是评估电子元器件可靠性的常用方法之一，可以有效地提高评估的效率和准确性。
3. 统计分析技术统计分析技术是通过对大量元器件的寿命数据进行分析和统计，来评估元器件的可靠性和寿命。
常用的统计方法有可靠性增长分析、失效分布分析等。
通过对元器件的寿命数据进行统计分析，可以得到元器件的寿命分布曲线和可靠性参数，进一步预测元器件的可靠性和寿命。
二、寿命评估技术寿命评估是指在实际使用过程中，通过对电子元器件的故障模式和失效机理进行研究，来评估元器件的工作寿命。
通过寿命评估技术，可以提前预测元器件的失效时间，并采取相应的措施来延长元器件的使用寿命。
以下是几种常用的寿命评估技术：1. 退化分析技术退化分析技术是通过对元器件退化过程的研究，来评估元器件的工作寿命。
电子元器件可靠性设计
电子元器件可靠性设计随着科技的进步和应用领域的扩大，电子元器件在现代社会中发挥着越来越重要的作用。
然而，由于其特殊的工作环境和使用条件，电子元器件的可靠性面临着一些挑战。
为了保证电子设备的正常运行和寿命的延长，电子元器件可靠性设计成为了十分关键的一环。
一、电子元器件可靠性设计的意义和重要性电子元器件可靠性设计是指在元器件设计和制造过程中，考虑各种潜在因素以确保元器件在其整个使用寿命内保持良好的性能和可靠的工作。
这对于提高产品质量、减少故障率、降低维修成本、保障用户满意度等方面都具有重要意义。
首先，电子元器件可靠性设计能够提供产品的长期可靠性。
在设备的使用寿命内，电子元器件需要经受各种环境条件、温度变化、电压波动等因素的考验。
而通过对元器件设计的合理考虑，可以有效降低组件的失效概率，延长设备的使用寿命。
其次，电子元器件可靠性设计可以提高产品的稳定性和安全性。
在某些特殊应用场合，如航空航天、医疗设备等，对设备的可靠性和安全性要求更高。
通过采用可靠性设计的方法，能够有效地降低系统故障的风险，确保设备在各种极端环境下仍能正常工作。
最后，电子元器件可靠性设计能够降低成本。
由于故障维修和更换元器件所带来的成本往往较高，因此通过提高元器件的可靠性，可以减少故障率，降低维修成本，提高设备的经济效益。
二、电子元器件可靠性设计的方法和步骤1. 全生命周期可靠性设计：电子元器件的可靠性设计应覆盖其整个生命周期，包括设计、制造、测试、使用、维修等各个环节。
在设计阶段，应考虑元器件的可靠性指标，如故障率、失效率等，制定相应的设计要求。
2. 可靠性分析和评估：通过可靠性分析和评估方法，对不同元器件的可靠性进行定量评估。
例如，可以使用故障模式和效果分析（FMEA）方法，对元器件的潜在故障模式进行分析，识别和评估故障风险。
3. 可靠性测试和验证：通过进行可靠性测试和验证，检验元器件是否满足设计要求。
可以进行加速寿命试验、环境应力试验等，模拟元器件在实际使用条件下的工作环境，评估其可靠性。
电子元器件的可靠性分析
电子元器件的可靠性分析摘要：当今社会的不断发展，技术的不断进步，然而人们对电元器件的了解也越来越多使得人们对电子设备、电子元器件的可靠性要求越来越高。
那么，究竟什么是电子元器件的可靠性呢？关键词：电子元器件；可靠性；策略引言目前，理工类学校和科研机构都需要对种类和数量繁多的电子元器件进行管理，要求使用和储存工作的准确和及时，也就需要使用智能管理系统，而如何使智能管理系统更符合电子元器件的管理要求，需要做好设计工作，以实现全面的规范化管理。
1电子元器件的可靠性分析电子元器件的可靠性包括两个方面的内容：第一是器件本身存有的可靠性；第二是使用过程中表现出来的可靠性。
本身可靠性是电子元器件可靠性的基础表现，与元器件的质量、构造以及设计方式相关，属于多方因素共同决定的因素。
使用可靠性是指元器件在系统中表现出来的状态，受到人为、环境等因素的影响，可能会降低元器件在使用中的可靠性。
电子元器件的选择、使用过程等都联系着使用的可靠性。
例如：市场上同一规格的电子元器件，生产单位不同，其可靠性表现也不相同，即使应用到系统运行中，也会观察到元器件不同的可靠性状态。
以某企业的整机系统为例，分析电子元器件使用中的可靠性。
因为不同元器件的失效，对整机系统的影响不同，所以该企业的整机系统中计算失效率，是以现场失效率为计算对象，几率控制在1×（10～14）范围中。
但是此项规格与电子元器件的属性不同，失效率统计远远超出了元器件可靠性的规定范围，只有电子元器件的可靠性在规定范围内时，才能在企业中发挥有效性。
如果计算失效率超出元器件本身的极限，就会进入失效的状态，无法保证电子元器件的可靠性。
研究电子元器件可靠性时，还要考虑材料、工艺等因素的干扰，明确掌握元器件的各项设计参数，找出降低可靠性的原因，由此才能规范元器件的运行。
电子元器件在系统内，与其他项目之间相互配合，共同完成生产目标。
企业生产中，可能会用到大量的电子元器件，元器件的数量、种类均有不同，同一个生产项目中也会涉及到多样化的元器件，所以掌握好电子元器件的可靠性，便于优化电子元器件的实际应用，促使其处于可靠性的状态。
浅谈电路设计中电子元器件的使用可靠性
作者简介 ： 龚朝辉 （９ １ ， ， 江义乌人 ， 程 师 ， 事装 备质量 监督工作 ， １７ 一）男 浙 工 从 研究 方 向 ： 雷达 电子 ， 通信 导航 ； 博 （９ ２ ） 王 １８ 一 ， 男， 陕西 西安人 ， 工程 师 ， 事装备质量 监督工作 ， 从 研究方 向 ： 空电气仪表 ， 航 通信 导航 。
题 的统计 分 析 ， 以看 出元 器 件 的 品质 问题 ， 可 占到 所 有 品质 问题 的一 半左 右 ， 统计 分 析 结 果 如表 １ 所示 。
表 １ 产 品 品 质 问题 的 统 计 分 析 表
序 号 直接 原因
兀 襦 仟
理使 用 及 人 为 损坏 元 器 件 造 成 的失 效 比例 ，在 整 个
元 器 件 失效 数 据 中约为 ５ ． ７６％。在 产 品 的生 产 过 程 中， 如库 存 、 运 、 搬 老炼 筛 选 、 电气 装 配 、 安装 调试 、 试
验等 ， 可 能 会有 元 器 件失 效 的事 例发 生 。 都 例 如 ： 器 件 的装 配 ， 元 当器 件 插 上 单 元 板 后 ， 对 整 机 进 行试 调 ， 机 功 能 正 常 ； 当 把 器件 焊 接 到 电 整 但
浅 谈 电路 设 计 中 电 子 元 器 件 的 使 用 可 靠 性
龚朝辉 ， 博 王
（ 海军装备部 驻西安地 区军事代表局 ， 陕西 西安 ７ ０６ ） １０ １
摘 要： 为保证 电子产 品的 可靠性 ， 电路 设计 时 电子元 器件的 选用和 注意事项等作 了综合总 结 ， 就 并提 出了电子元 器
接地 ， 不符 合 元 器 件 的 电路 焊 接 标 准 要求 ， 致 器 件 导 被 静 电击 穿 ， 而 导致 器 件 失 效 。 从
电子元器件寿命可靠性分析与建模研究
电子元器件寿命可靠性分析与建模研究电子元器件在当今信息化时代起到着举足轻重的作用，然而随着应用范围的不断扩大，电子元器件寿命可靠性成为一个重要的问题。
为了保证电子元器件的可靠性和稳定性，需要对其寿命和可靠性进行深入分析和研究，为此本文将对电子元器件寿命可靠性的分析与建模进行探讨。
一、电子元器件寿命可靠性的分析电子元器件寿命可靠性是指在一定的工作条件下，电子元器件能够正常工作并保持稳定性能的时间，一般使用MTBF（Mean Time Between Failures）指标来表示。
MTBF是指平均故障间隔时间，即一个设备运行过程中平均发生故障的时间间隔。
为了对电子元器件的寿命可靠性进行分析，需要了解以下内容：1.电子元器件的失效模式电子元器件的失效模式包括短路、断路等故障，其中最为常见的是热失效。
热失效是指电子元器件长期工作时，由于器件内部因素或外界因素导致其温度升高，从而影响器件的稳定性能，最终导致器件失效。
2.环境因素对电子元器件的影响环境因素对电子元器件的寿命可靠性影响非常大，其中主要涉及到的因素包括温度、湿度、振动等。
其中温度是最为重要的影响因素，温度升高可能会导致器件内部结构变形、封装材料老化等问题。
3.电子元器件的使用情况电子元器件的使用情况直接影响其寿命可靠性，其中包括使用时间、使用频率、工作状态等。
长期高频率使用或处于高压状态下工作，会直接影响其寿命可靠性。
二、电子元器件寿命可靠性的建模为了进一步探讨电子元器件的寿命可靠性，需要对其进行建模。
电子元器件寿命可靠性建模通常分为两个方面，即基于物理模型的寿命预测和基于统计模型的寿命预测。
1.基于物理模型的寿命预测基于物理模型的寿命预测是通过对电子元器件的失效模式、环境因素和使用情况等进行建模，来预测电子元器件的寿命可靠性。
该方法需要对电子元器件的结构和材料进行深入分析，建立合理的物理模型。
2.基于统计模型的寿命预测基于统计模型的寿命预测是根据电子元器件的寿命数据，通过统计方法进行求解，以推断元器件的寿命可靠性。
电子元器件可靠性技术在机载计算机系统中的应用
可靠性 ， 主要 由元 器件 的设计 、 艺和 原材料 性 能来 决 工 定 ； 用可靠 性 则是 指 元 器 件 应用 于具 体 电路 时所 具 应 有 的可靠性 ， 它不 仅 与元 器件 的固有 可靠性 有关 ， 而且 与元器 件从 出厂 至失效 所经 历 的工作 与非工 作 条件 有 关 。由于元 器 件 的 固有 可 靠 性 主要 由生 产 厂 方 的技
收 稿 日期 ：０６０１ ５ ２０ ０ 修 订 日期 ：０ ６ ６ １ ２０ ０ －４
作者简介 ： 宋洪波（９ ２ ） 男 ， １７ 一 ， 陕西西安人 ， 硕士 ， 研究方向为质量与 可靠性管理。
维普资讯
航 空 计 算 技 术
第３ ６卷 第 ４期
生命周 期 内有效 地 结 合使 用 ， 能达 到 最 佳 的 质量 效 才 益 比。作 为元器 件 的使 用 单 位 ， 以通 过 以下 几 方 面 可 工 作来 保证 元器 件 的使 用 可靠性 。
１ １ 元器件 筛选 ．
鉴。
关键 词 ： 机载计 算机 ；元器件 ；可靠性 ； 用 应
中 图 分 类 号 ：Ｐ ６ Ｔ ３８ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ １６４ ２０ ）４０ ６ － １７ － Ｘ（０ ６ ０ ． ３０ ５ ０ ３
引言
机载 计算 机作 为 一种 特 殊 用 途 的 计算 机 ， 目前 已
电 子 元 器 件 可 靠 性 技 术 在 机 载 计 算 机 系 统 中 的 应 用
宋 洪 波 （ 中国航 空计算 技术研 究所 ，陕 西 西安 ７ ０ ６ ） １０ ８
摘 要 ： 器件 的质量 与可靠性 一直是制 约机载计 算机质 量与进度 的重要 因素 。本 文结合机 载计 元
(最新整理)电子器件失效分析及可靠应用
2021/7/26
1
电子器件失效分析及可靠应 用
－硬件内部培训
2021/7/26
电子器件失效分析及可靠应用培训
2
培训内容
1 失效分析基础 2 典型失效模式（重点内容） 3 典型失效机理 4 器件失效分析流程 5 破坏性物理分析（DPA）介绍 6 静电损伤 7 CMOS集成电路的闩锁效应 8 如何和器件供应商交流失效分析
器件失效的根本原因
器件强度必须超过器件环境应力，以保证器件正 常运行。然而，强度和应力是两个随机变量，总 是存在一个应力大于强度的较小区域。在图中表 示为两个曲线交叉的区域。交叉区域越大，器件 发生失效的几率越大
2021/7/26
电子器件失效分析及可靠应用培训
29
十 各类器件的失效模式、机理和可靠性应用要点
器件可靠性应用的基本方法：降额
降额（Derating):元件使用中承受的应力低于其额定值，以 达到延缓其参数退化，提高使用可靠性的目的。
额定值(Rating)：元器件允许的最大使用应力值，一般器件 手册中都有明确的规定。
应力(Stress):影响元器件失效率的电、热等负载，典型的过 应力有：温度、浪涌、ESD、噪声和辐射应力
应力比(Stress ration):元器件的工作应力与额定应力之比， 应力比又称做降额因子。
2021/7/26
电子器件失效分析及可靠应用培训
30
十 各类器件的失效模式、机理和可靠性应用要点
降额理论
四个基本的降额方法是：
增加平均强度（该方法在尺寸和重量的增加不会引起其它问 题的情况下是很有效的）
必须符合该标准 2）它制定/7/26
电子器件失效分析及可靠应用培训
电子元器件的可靠性分析
电子元器件的可靠性分析摘要：基于电子元器件在电子产品生产以及电子产品应用领域的重要性，本文研究的主要目的是为探究电子元器件可靠性的深层含义，因此本文围绕电子元器件这一重要主体出发，深入分析了可靠性的概念，以及该概念在电子元器件领域的变化和具体定义，通过对可靠性指标、可靠性影响因素等一系列问题的研究与分析，本文对电子元器件的可靠性问题进行了全面梳理。
关键词：电子元器件；可靠性；失效；引言：长期以来，针对电子元器件的研究就从未停止，国内外研究学者聚焦多个领域对电子元器件的生产、加工、应用等多个环节开展研究与分析，并切实取得了一定的研究成果。
但笔者在查阅相关资料时发现，目前国内学者和研究人员针对电子元器件可靠性的研究大多集中在实践领域，如电子元器件的筛选、电子元器件的质量管理等等，期望通过对实践模式的革新与优化来提高电子元器件可靠性，但却鲜有人从理论视角对“可靠性”这一概念进行深入分析。
基于此，本文的研究内容在研究视角上具有一定理论创新意义，可以为相关研究提供一条新的研究思路。
一、可靠性概念辨析在对电子元器件可靠性进行分析之前，我们首先需要对可靠性的概念具有一定了解，在此基础上再对电子元器件的可靠性概念及其可靠性指标加以分析，以为后续的可靠性分析奠定坚实的理论基础。
可靠性这一概念的含义多种多样，国内外研究学者针对可靠性概念的定义也是不同的，本文主要围绕国家电工委员会以及国标GB-3187-82对可靠性的定加以分析，即所谓的可靠性，是指产品在规定的时间内，完成规定功能的能力[1]。
由此可见，在我国电子元器件生产领域，对可靠性的定义是统一的，围绕这一定义对电子元器件可靠性开展分析是可行的。
而可靠性指标在电子元器件质量指标中占据着极为重要的地位，如果一个电子元器件使用的工艺极为先进，其性能极为卓越，但其可靠性不好，那么该电子元器件也不是一个质量优秀的产品，同时在低可靠性的影响下，该电子元器件还容易出现故障率高、返修率高等一系列问题，其甚至会使该产品失去实际使用价值。
电子元器件可靠性测试与评估研究
电子元器件可靠性测试与评估研究电子元器件可靠性是指元器件在规定的工作环境下，在规定的时间内能够正常工作的能力。
随着电子技术的发展，电子元器件已经得到广泛应用，从而在各个领域生成了更高的要求。
例如航空航天、核电站、能源、通信、医疗等领域对元器件的需求就非常大，要求元器件能在恶劣的环境下运行，如高温、低温、高湿度、辐射等特殊条件环境下能长期稳定工作。
因此, 对电子元器件的可靠性研究已成为电子工程研究领域的热点之一。
电子元器件可靠性测试是为了评估元器件在不同工作条件下的可靠性而进行的实验测试。
主要目的是确定元器件的可靠性参数，为元器件的设计、选择和应用提供实验依据。
为确保元器件在实际使用中的可靠性，需要在不同条件下进行各种环境实验和性能测试。
因此，电子元器件可靠性测试包括环境适应性实验、加速寿命试验、高可靠性试验等多个方面。
环境适应性实验是指在元器件规定的使用场合下，对元器件进行各种环境参数变化范围内的试验，如温度、湿度、气压等。
此类试验的目的是为了了解元器件在环境变化下的运行特性，预估在实际应用中的可靠性表现。
加速寿命试验是指对元器件进行一定时间的人工加速老化，来研究元器件在较短时间内的老化规律和可靠性特征。
试验时, 需要按照元器件规定工作条件设置测试条件，比如特定的温度、电压等。
通过样品实验和实际应用信号的比较，来确定加速寿命试验的可靠性特征参数和模型。
加速寿命试验用于预测元器件在实际使用环境下的使用寿命，是元器件可靠性试验的最主要方法。
高可靠性试验有多种形式，如温度循环试验、电压倒置试验、脉冲宽度调制试验等。
高可靠性试验是为了模拟元器件长时间使用过程中遭受的各种类型的故障，通过实验来检测元器件的可靠性。
通过这些实验来评估元器件可靠性，并找出故障的原因，做出相应的改进来提高元器件的可靠性，让元器件真正达到所需的稳定运行。
电子元器件可靠性测试不仅在理论研究中非常重要，在工业实践中也是至关重要。
检测元器件的可靠性不仅仅是为了评估和提高元器件的质量，也是为了确保在各种要求严格的应用场景下，元器件能够运行稳定。
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2.2 元器件选择要点
封装的选择:管脚形式
有引脚元件：寄生电感1nH/mm/引脚（越短越好），寄生电容4pF/引脚 无引脚元件：寄生电感0.5nH/端口，寄生电容0.3pF/端口 表面贴装>放射状引脚>轴面平行引脚
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QZJ8406）
质量与可靠性规范
中国军用电子元器件合格产品目录（JQPL） 中国军用电子元器件合格制造厂一览表（JQML） 中国电子元器件质量认证委员会认证合格产品（IECQ） 优选元器件清单（PPL，如美国军用电气、电子、机电元件清单MIL-STD-
975M） 使用规范与用户手册
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被干扰性：碳膜>金属膜>线绕 干扰性：线绕>金属膜>碳膜
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Hale Waihona Puke 2.2 元器件选择要点失效率：涤纶<聚苯乙烯<玻璃釉 <瓷片<密封纸介<金属化纸介<固体 钽电解<液体钽电解<铝电解 容量稳定性与低漏电：固体钽电解 >液体钽电解>铝电解 带负荷能力：无机介质>高分子有 机介质>电解
2.2 元器件选择要点
电阻器的选择
金属膜RJ：环境温度范围宽（－55～＋125 ℃），噪声小，精度高 碳膜RT：环境温度范围小（<40 ℃），噪声大，价格低 金属氧化膜RY：耐热性、稳定性、机械性能好，在直流电压和潮湿 环境下工作易发生还原反应
线绕RX；噪声极低，温度系数很小，体积较大，阻值做不大 合成膜RH：温度系数和精度一般，失效率比RJ低0.5个量级，比RT 低1个量级
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2.2 元器件选择要点
品种型号的选择原则
尽量选用标准和通用器件，慎重选用新品种和非标准器件 尽量压缩元器件的品种、规格及生产厂点 多选用集成电路，少选用分立器件 不用无功能及质量检测手段的器件 注重器件制造技术的成熟性（长期、连续、稳定、大批量，成品
宇航级
S级：0.25 S-1：0.75
军用级
B级：1.0 B-1级：2.0 B-2级：5.0
民用级
D级：10.0 D-1级：20.0
工作温度范围 ▪军用：-55~+125℃ ▪工业用：-40~+85℃ ▪商业用： 0~+70℃
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于抵抗外界气氛侵入
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2.2 元器件选择要点
晶体管与稳压器的选择
二极管与三极管
慎用锗管（工作温度范围小） 慎用点接触器件（机械强度差） VDMOS功率管优于双极功率管（安全工作区大，无二次击穿，功耗
小，速度快） 电压、电流、功率留有足够的余量
上升/下降时间为1ns的理想60MHz方波的频谱
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2.2 元器件选择要点
电源与地的引脚较近 多个电源及地线引脚 输出电压波动性小 电源瞬态电流低 开关速率可控 I/O端口与传输线匹配 差动信号传输 地线反射较低 对ESD及其它干扰现象的抗扰性好 输入电容小 输入级驱动能力不超过实际应用的要求
放大器增益控制则应选择“先通后断”型，以防运放瞬时短路
带输入过载保护
采样/保存电路
信号变化速率较高：选孔径时间较少的品种
保存时间较长：选保持状态漏电小的品种
采样频率较高：选捕获时间足够小的品种
精度要求较高：选电荷转移足够小的品种
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注意
工作额定值与最大额定值之间应留有充分的余量 用户不要直接测试最大额定值 多个参数不要同时接近最大额定值
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2.3 元器件降额使用 实例：最大额定值选用不当
单稳态多谐振荡器
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2.3 元器件降额使用
微电子器件的降额使用
原理
工作温度每上升10℃ ，器件的退化速率增加1倍 使用功率降低到额定功率的1/2，器件失效率降低为额定失效率的1/4
方法
工作应力<额定应力 线路设计（电降额）
结构设计（热降额）
作用
延长寿命 提高抵抗过应力的安全余量
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2.3 元器件降额使用 微电子器件的最大额定值
定义
极限参数 器件使用时的工作条件及环境条件的最大允许值 功能约束＋可靠性约束
分类
电流最大额定值：极限电流 电压最大额定值：击穿电压 温度最大额定值：最高允许结温(塑料封装125~150℃，金属封装150～
200℃，化合物器件150～175 ℃），最低允许结温（0～-55 ℃） 功率最大额定值：取决于最高允许结温和热阻
引线涂覆形式的选择
镀金：环境适应性好，易焊性佳，成本高 镀锡：易焊性好，环境适应性一般，成本中等 热焊料浸渍涂覆：质量最差
内部钝化材料的选择
芯片表面涂覆有机涂层或有机薄膜：慎用 芯片表面淀积有无机材料薄膜：可用
内部气氛
真空封装：抗辐照，对管壳密封性要求高 惰性气体封装：易形成污染及电离气体，有利
电容器的选择
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瓷介电容器的选择
类型 温度系数（额定工作范围） 容量随工作电压的变化（最大值）
介电常数（相对值）
COG、NPO ～0 ～0
10～100
X7R <12% 30％ 2000～4000
Y5V、Z5U >70% 70％
5000～25000
遵循标准
GJB/Z35《元器件降额准则》
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2.3 元器件降额使用
2.1 元器件质量等级
Ａ级（特军级）
A2级：单片0.1 A3级：单片0.25，混合0.5
B级（普军级）
B1级：单片0.5，混合1.0 B2级：单片1.0，混合3.0
C级（民用级）
C1级：单片4.0，混合8.0 C2级：单片14.0（塑料封装）
国产集成电路质量等级
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Al>Cu（国内现有工艺） 钝化材料：SiN>PSG>聚烯亚胺
无机>有机 键合材料：Au>Al(Si） 电路形式：数/模分离>数/模合一
RF/BB分离>RF/BB合一
键合材料与引线机械强度的关系
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2.2 元器件选择要点
国外元器件选用
对于设备关键部位和国家重点工程所用的国外集成电路要通过 MIL-STD883试验，分立半导体器件的质量要符合MIL-S-19500的 要求
集成稳压器
线性稳压器>开关电源 线性稳压器带输出过流保护和芯片热保护 开关稳压器不带串联调整管
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2.2 元器件选择要点
数字集成电路的选择
CMOS>NMOS>TTL 能用低速的就不用高速的，高速器件只用在关键的地方 能用集成度高的就不用集成度低的 不同类型的同类电路（如CMOS和TTL逻辑电路）不宜混用，
率高） 考查生产厂家的工艺水平、质量控制能力和产品信誉 选用能提供完善的可靠性应用指南或规范的器件
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2.2 元器件选择要点 考察器件制造工艺水平
以集成电路为例： 最小线条： 0.35>0.25>0.18>0.13um 衬底材料：
CMOS>SOI>SiGe>GaAs>SiC 互连材料：Cu>Al（国外先进工艺）
以防延迟时间不同造成干扰 输入抗干扰能力要强（带施密特触发器或线接收器） 输出驱动能力要强（带缓冲器或线驱动器） Mask ROM>EPROM>EEPROM>Flash ROM
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2.2 元器件选择要点
时钟频率的选择
在满足电路要求的前提下，采用尽可能低的时钟频率
一般而言，器件的质量与成品率越高，可靠性越好。但质量与成品 率相同的器件，可靠性并非完全相同
2.2 元器件选择要点
封装的选择:封装材料
塑料封装：成本低，气密性差，吸潮，承受功率小，易老化，不易散热 陶瓷封装：气密性好，耐高温，承受功率大，成本高 金属封装：气密性好，耐高温，承受功率较大，屏蔽效果好，成本高
2.1 元器件质量等级 供货商应提供的可靠性信息
详细规范及符合的标准（国军标、国标、行标、企标） 质量等级（GJB/Z299B )与可靠性水平（失效率、寿命等） 认证情况（QPL、QML、PPL、IECQ） 成品率、工艺控制水平和批量生产情况（SPC） 采用的工艺和材料（最好能提供工艺控制数据和材料参数指标） 可靠性试验数据（加速与现场，环境与寿命，近期及以往） 使用手册与操作规范
电磁兼容性好的IC
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2.2 元器件选择要点
模拟集成电路的选择
集成运算放大器
差模与输入极限电压尽量高
带输入、输出、电源端保护电路
转换速率够用即可
数据采集电路
优先选择CMOS开关
数据采集系统中应选“先断后通”型，以防各信号源相互短路