电子元器件选型与可靠性应用(印刷稿)

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1、电子元器件选型与可靠性应用1、器件选型的通用规范2、器件选型与制造过程注意事项3、元器件的选型指标与可靠性应用4、可编程器件的嵌入式软件可靠性设计5、器件可靠性应用的设计目录1.1降额参数和系数1.2器件热设计应用计算1.3器件高频等效特性及对EMC的影响1.4器件应用过程的容差分析1.5器件环境条件的确定1.6器件工艺对应用设计的影响1.7器件选型对电子产品RAMS指标的影响1、器件选型的通用规范1.1、降额参数与系数降额等级的确定降额参数与降额因子结温—功率降额负荷特性曲线降额等级I级降额II级降额III级降额人员伤亡√设备及保护措施损坏√√高可靠性要求√√新技术新工艺√√标

2、准化设计√不能维修√高维修费用√电容降额因子中小规模集成电路降额参数是电压、电流或功率，以及结温。大规模集成电路主要是降低结温。集成电路降额因子8确定降额等级？相同参数、不同工艺的同类型器件降额系数的区别；多路与单路应用下降额幅度的差别；可调器件与定值器件的降额区别；负载类型不同对降额系数的影响；降额计算依据的参数为（稳态数值+干扰数值）/降额系数；部分器件在特定应用场合不允许降额（继电器、光耦等）；钽电容降额系数是否<0.5？低阻应用场合（电源输入端），钽电容是否降额到0.3？电容器降额太大，易引起低电平失效；AC应用比DC直流应用降额要大，随频率↑降额幅度↑。降额总结1.2器

3、件应用热设计热设计的目的热阻温差热耗℃/W℃WR=△T/Q风量（风速）：1CFM=0.0283m3/min热功率密度：热流密度：冷却方式选择的依据GJB/Z27电子设备可靠性热设计手册QJ1474-88电子设备热设计规范传导散热Rja=Rjc+Rcs+RsaRjc：Datasheet；Rcs：用导热油脂或导热垫后再与散热器安装，0.1—0.2℃/W；若器件底面不绝缘另加云母片绝缘，则选1℃/W；Rsa：散热片的热阻。Ta：环境温度40—60℃Tj：结温125℃P：热耗≈功率（对非能量转换器件）Rja：热阻自然冷却下，电泳涂漆或黑色氧极化处理后可提高散热效果10-15%；通风冷却下

4、，可提高3%；电泳涂漆可耐压500-800V。风冷散热计算V：强制风冷风量m3/sQ：总耗散热量WC：空气比热1000J/(Kg•℃)ρ:空气比重1.29kg/m3△T：进出口空气温差本公式忽略辐射和自然对流散热（一般约10%），因此计算出的风量会稍大。机柜温升计算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=3.16Q/△T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。其它制冷方式热管制冷相变制冷1.3器件高频等效特性及对EMC的影响电阻的高频等效特性电容的高频等效特性电感

5、的高频等效特性导线的高频等效特性磁环、磁珠的高频等效特性电阻高频等效特性电容高频等效特性ESR电感高频等效特性导线高频等效特性差好导线高频特性应用范例磁环、磁珠高频等效特性1.4器件应用过程的容差分析R=10K±0.5K±30Ω±100PPM/℃30℃±5%1.5器件环境条件的确定设备环境温度≠器件环境温度1.6器件工艺对应用设计的影响1.7器件选型对电子产品RAMS指标的影响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2、器件选型与制造过程注意事项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）.pdf2.2器件在产

6、品生命周期不同阶段的注意事项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IC3.7电控光学器件（光耦、LED）3.8AD/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）3.1、元器件选型原则功能指标用于容差分析的参数（精度、温度系数）影响可靠性的参数（热阻、环境条件、ESD/MSD防护等级、负荷特性曲线等）隐含特性（高频等效特性等）封装形式与生产工艺失效机理常用器件、已用器件有兼容管脚替代

7、品的器件低频、缓上升沿为Datasheet的每个参数和图形图表匹配到其对所设计电路的影响3.2、无源器件电阻电容电感接插件电阻电阻的指标电阻的种类电阻的结构、制作工艺及由此引起的特性差别直插定值电阻（膜式电阻和线绕电阻）贴装定值电阻电位器反馈电路，电流/电压采样检测电阻选无感电阻，精度越高越好。芯片或网络输入端的启动电阻或滤波吸收电阻，电压功率降额。高压电阻：安规认证；1KV额定电压，电阻本体长度≥10mm，4KV时本体长度≥25mm。特种场合电阻选型电容电容等效特性电容的指标电