提升電子元器件使用可靠性的策略研究

秦 沖

（三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 三門峽 472000）

0 引 言

隨著社會的飛速發(fā)展，電子裝置越來越趨向于復(fù)雜化。在這種趨勢下，人們對電子裝置的要求越來越高。當(dāng)前，可靠性高、速度快、消耗功率小和成本低等特點，已成為現(xiàn)代社會對電子元器件的新需要。電子元器件常指電器、儀表等設(shè)備的零部件。電子系統(tǒng)一般由數(shù)量眾多的電子元器件組成，由電子元器件進(jìn)行串聯(lián)來保證電子系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。其中，只要有一個電子元器件受到性能和環(huán)境等因素的影響，就會影響整個電子系統(tǒng)的可靠運(yùn)行[1]。因此，電子系統(tǒng)中電子原件的穩(wěn)定性和可靠性尤為重要。

1 電子元器件的可靠性分析

可靠性技術(shù)是指通過對產(chǎn)品故障發(fā)生的原因進(jìn)行分析、評價，通過排除故障以提高產(chǎn)品可靠性的技術(shù)。故障產(chǎn)品與不合格產(chǎn)品不同，二者存在本質(zhì)區(qū)別。不合格產(chǎn)品是指在生產(chǎn)時不符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，而故障產(chǎn)品是指在生產(chǎn)出廠時屬于合格品，由于使用時間較長或各種外在因素影響而無法正常使用，變成不合格的產(chǎn)品。

電子元器件被用于組裝成各類電子設(shè)備時，需要面對外部各種應(yīng)激反應(yīng)[2]。例如，電子設(shè)備掉落時引起的物理應(yīng)變、冷熱溫差引起的熱應(yīng)變、通電時的電應(yīng)變以及時間過久引起的老化或損壞等。電子元器件的可靠性主要體現(xiàn)在：（1）器件本身固有的可靠性，本身可靠性與元器件的質(zhì)量、結(jié)構(gòu)以及設(shè)計方式相關(guān)，是電子元器件可靠性的基礎(chǔ)表現(xiàn)，由多種因素共同決定；（2）使用過程中表現(xiàn)出來的可靠性，使用可靠性一般受人為、環(huán)境等外部因素的影響，通常指元器件在系統(tǒng)中表現(xiàn)出來的狀態(tài)。

電子元器件的選擇、使用過程等都會影響使用的可靠性。即使是同一規(guī)格的電子元器件，由于其生產(chǎn)單位差異，也可能造成可靠性的表現(xiàn)差異。元器件不同的可靠性狀態(tài)可通過系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行觀察。因為元器件的不同對整機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響有大有小，所以一般以現(xiàn)場失效率為計算對象計算該整機(jī)系統(tǒng)中的失效率。由于該規(guī)格并不符合電子元器件的規(guī)格，因此對失效率的統(tǒng)計會超出元器件可靠性的額定范圍值。換言之，要想在企業(yè)中發(fā)揮有效性，電子元器件的可靠性必須在規(guī)定范圍內(nèi)。如果超出元器件的范圍值，就會引發(fā)失效，難以保證其可靠性。因此，在研究電子元器件可靠性時需要多方面考慮，了解降低可靠性的原因，明確參數(shù)，使電子元器件規(guī)范運(yùn)行，提升電子元器件的可靠性[3]。

2 對電子元器件使用可靠性產(chǎn)生影響的原因

下面將分析電子元器件使用可靠性的影響因素，以規(guī)范電子元器件的運(yùn)行，提高其可靠性。

2.1 電子元器件自身因素的影響

電子元器件自身因素包括其設(shè)計因素和自身的質(zhì)量因素。本文討論以電子元器件自身因素中的設(shè)計因素為主。設(shè)計因素對電子元器件的影響主要體現(xiàn)在設(shè)計是否合理，能否在實際應(yīng)用中使電子元器件達(dá)到預(yù)定狀態(tài)[4]。合理的設(shè)計、到位的設(shè)計，能讓電子元器件在工作過程中順暢無比，反之會起到阻礙作用，同時對維修人員的維修造成一定困難。

2.2 人為因素的影響

物品生產(chǎn)與服務(wù)的對象是人，人作為產(chǎn)品的創(chuàng)造者和使用者，不可避免會對物品產(chǎn)生巨大影響。一個電子元器件需要經(jīng)過多項流程才能實現(xiàn)從生產(chǎn)到使用的過程，而每個流程又都需要人員參與。因此，各個階段都有可能表現(xiàn)出人為因素對其造成的影響，且發(fā)生的概率高于其他因素。以電子元器件的裝配工藝為例，探討人為因素對電子元器件可靠性的影響。例如，人員在裝配元器件的過程中，完成裝配后，元器件沒有按照預(yù)期正常運(yùn)行，無法控制系統(tǒng)設(shè)備[5]。幾經(jīng)調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，是人員在裝配過程中違反了電路焊接的規(guī)范要求，沒有對電烙鐵進(jìn)行準(zhǔn)確接地而導(dǎo)致電子元器件運(yùn)行失效，影響了整機(jī)元器件的正常使用。

2.3 技術(shù)因素的影響

檢測試驗是檢測電子元器件是否具備可靠運(yùn)行條件的有效手段。就我國目前而言，軍用、航天等領(lǐng)域內(nèi)的電子元器件已經(jīng)具備了成熟的技術(shù)條件進(jìn)行可靠性試驗檢測。就影響元器件試驗檢測因素而言，檢驗時間的長短、由檢驗產(chǎn)生的費(fèi)用和有效的檢測方式等，都會對電子元器件的可靠性檢測產(chǎn)生影響。

2.4 穩(wěn)定因素的影響

穩(wěn)定因素與電子元器件的生產(chǎn)質(zhì)量密切相關(guān)。由于技術(shù)等因素的限制，電子元器件生產(chǎn)呈現(xiàn)出手工與機(jī)械制造相混合的局面。混亂的工藝使電子元器件行業(yè)的合格率久居不上，而不合格的電子元器件通常會存在各種缺陷導(dǎo)致其穩(wěn)定性不達(dá)標(biāo)，直接影響電子元器件的使用可靠性。目前，和其他發(fā)達(dá)國家相比，我國電子元器件制造技術(shù)還不夠成熟，穩(wěn)定性相對欠缺，有待改進(jìn)提升。

2.5 電應(yīng)力因素的影響

“電應(yīng)力”一般指“電壓應(yīng)力”，通常指工作電壓與額定電壓的比值。它對電子元器件使用可靠性的影響主要表現(xiàn)在過多的靜電或者地線不符合標(biāo)準(zhǔn)，造成電子元器件被過大的電力干擾，使其無法達(dá)到正常運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)而引發(fā)電子元器件失效，是一項潛在引發(fā)失效的因素。供電過程中，不注重電力保護(hù)是直接產(chǎn)生電應(yīng)力的主要原因。例如，生產(chǎn)電子元器件時，為確保電子元器件的有效性，會嚴(yán)格規(guī)范電子元器件的接地保護(hù)，尤其是零線與地線的安裝。但是，在實際對電子元器件進(jìn)行供電時，要嚴(yán)格按照其規(guī)范安裝供電，避免給電子元器件帶來過大的電力，影響其使用可靠性。

3 電子元器件使用可靠性的改進(jìn)措施

3.1 加大對電子元器件的檢測力度

生產(chǎn)過程中，企業(yè)要加強(qiáng)對電子元器件的檢測力度，增加檢測面和檢測量，保證市場上的電子元器件在出廠時都屬于合格產(chǎn)品。使用過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照電子元器件的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范使用，并定期對已經(jīng)使用的電子元器件進(jìn)行可靠性檢測。具體地，可從以下三方面進(jìn)行。第一，重視檢測工作，有效利用檢測結(jié)果，預(yù)防電子元器件存在安全隱患。第二，制定嚴(yán)格的篩選程序。檢查過程中，要確保電子設(shè)備的應(yīng)用質(zhì)量，及時處理有問題的電子元器件。第三，加強(qiáng)監(jiān)督職能，重視設(shè)備的維護(hù)。實際工作中，要強(qiáng)化“防大于治”的觀念，加強(qiáng)監(jiān)督管理職能，做到有問題早發(fā)現(xiàn)、早解決，定期維護(hù)設(shè)備，加大篩查力度，預(yù)防電子元器件出現(xiàn)故障，并及時解決發(fā)現(xiàn)的問題。

3.2 嚴(yán)格控制運(yùn)行負(fù)荷

電子元器件的運(yùn)行負(fù)荷具有其最大限度值，因此運(yùn)行過程中要在其正常工作的限度內(nèi)運(yùn)行，避免電子元器件超負(fù)荷運(yùn)行。大功率的電子元器件要注意通風(fēng)，并給其單獨配置散熱裝置，保證其正常運(yùn)行。要定期檢查電子元器件的狀態(tài)，預(yù)防元器件運(yùn)行負(fù)荷超標(biāo)等，以達(dá)到對運(yùn)行負(fù)荷的控制。

3.3 加大對電子元器件的使用維護(hù)力度

規(guī)范使用電子元器件，并對電子元器件的使用進(jìn)行維護(hù)，有效防止電子元器件由于使用不合理而在運(yùn)行中發(fā)生較大的故障或問題。使用者需要制定維護(hù)策略，加大對電子元器件的使用維護(hù)力度，定期定點對其進(jìn)行維護(hù)。一旦發(fā)現(xiàn)故障隱患，及時給予解決措施。維護(hù)人員要提高維護(hù)質(zhì)量，及時處理本身存在一定問題的電子元器件，及時更換不合乎規(guī)格的電子元器件，最大程度提升電子元器件的使用可靠性。同時，要及時記錄維護(hù)的次數(shù)、問題等信息，便于工作人員全面了解電子元器件的“歷史”，最大程度保證電子系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。

3.4 科學(xué)合理選購電子元器件

在我國，電子元器件的管理制度相對薄弱，各種不同規(guī)格的電子元器件魚目混雜，甚至有些并非是正規(guī)渠道生產(chǎn)。介于這種情況，選購電子元器件時，購買者需要理性消費(fèi)，先了解市場上的電子元器件的相關(guān)情況，再根據(jù)需求合理選擇合適的電子元器件。另外，購買時盡量避免選購“三無”產(chǎn)品，以提升電子元器件的使用可靠性。

4 結(jié) 論

隨著科技的發(fā)展，人們對電子信息系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性要求不斷增加?？煽啃怨ぷ鞯哪康脑谟诩訌?qiáng)了解和評價電子元器件使用的可靠性水平，更在于改進(jìn)和提高電子元器件的使用可靠性。電子元器件作為電子設(shè)備的重要組成部分，與系統(tǒng)的整體運(yùn)行有著密切聯(lián)系。如何提高可靠性已成為元器件應(yīng)用與研制單位的熱點問題。實際生活應(yīng)用中，掌握影響基本的電子元器使用可靠性的因素和改進(jìn)策略，規(guī)范使用電子元器件，提升其使用可靠性尤為重要。本文就提升電子元器件使用可靠性的影響因素及解決策略進(jìn)行研究，對電子元器件的可靠性進(jìn)行了具體分析，旨在促進(jìn)我國電子系統(tǒng)市場的全面發(fā)展。

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