第1 章绪论…………………………………………………………………… 1
1.1基本概念……………………………………………………………… 1
1.1.1元器件可靠性…………………………………………………… 1
1.1.2元器件失效率…………………………………………………… 1
1.1.3元器件质量等级及应用………………………………………… 3
1.2元器件使用可靠性保证的目的……………………………………… 7
1.3元器件使用可靠性保证的内容及流程……………………………… 7
1.3.1元器件使用可靠性保证的内容………………………………… 7
1.3.2元器件使用可靠性保证的流程………………………………… 8
1.4军工型号元器件使用可靠性的控制与管理………………………… 10
第2 章元器件的分类………………………………………………………… 13
2.1元器件的总体分类…………………………………………………… 13
2.2各类元器件的分类及命名…………………………………………… 14
2.2.1电气元件……………………………………………………… 14
2.2.2机电元件……………………………………………………… 26
2.2.3电子器件……………………………………………………… 32
2.2.4其他元器件…………………………………………………… 44
2.2.5MEMS 器件…………………………………………………… 45
2.3元器件的封装分类…………………………………………………… 47
2.3.1封装材料……………………………………………………… 47
2.3.2插装型封装…………………………………………………… 48
2.3.3表面安装型封装……………………………………………… 49
第3 章元器件的选择………………………………………………………… 52
3.1元器件选择的基本要求……………………………………………… 52
3.1.1选择原则……………………………………………………… 52
3.1.2选择顺序……………………………………………………… 52
3.1.3质量等级的选择……………………………………………… 53
3.1.4环境适应性选择……………………………………………… 80
3.1.5优选目录的制定与执行……………………………………… 80
3.2进口元器件的选择…………………………………………………… 82
3.2.1进口元器件选择的一般要求………………………………… 82
3.2.2进口元器件选择的原则……………………………………… 82
3.2.3进口元器件断档及应对措施………………………………… 84
3.3塑封元器件的选择…………………………………………………… 85
3.3.1塑封元器件简介……………………………………………… 85
3.3.2塑封元器件高可靠应用中的主要问题……………………… 86
3.3.3塑封元器件选择的原则……………………………………… 87
3.4新研元器件的选择…………………………………………………… 87
3.4.1新研元器件简介……………………………………………… 87
3.4.2新研元器件研制过程控制管理……………………………… 88
3.4.3新研元器件选择的原则……………………………………… 89
第4 章元器件采购、监制与验收…………………………………………… 90
4.1元器件采购…………………………………………………………… 90
4.1.1元器件采购管理与控制要求………………………………… 90
4.1.2元器件合格供应方质量认定………………………………… 91
4.1.3进口元器件采购管理………………………………………… 93
4.1.4国产元器件采购管理………………………………………… 94
4.1.5注意事项……………………………………………………… 94
4.2元器件监制管理……………………………………………………… 95
4.2.1元器件监制管理的一般要求………………………………… 95
4.2.2元器件监制工作的主要内容………………………………… 96
4.2.3元器件监制工作的实施……………………………………… 96
4.3元器件验收管理……………………………………………………… 97
4.3.1元器件验收管理的一般要求………………………………… 97
4.3.2元器件验收工作的主要内容………………………………… 98
4.3.3元器件验收的实施…………………………………………… 98
4.3.4元器件验收工作结果的处理………………………………… 99
第5 章元器件筛选………………………………………………………… 100
5.1概述………………………………………………………………… 100
5.1.1元器件筛选定义……………………………………………… 100
5.1.2元器件筛选目的……………………………………………… 100
5.1.3元器件筛选意义……………………………………………… 101
5.1.4元器件筛选分类……………………………………………… 101
5.1.5元器件筛选的试验项目……………………………………… 101
5.2元器件二次(补充)筛选…………………………………………… 113
5.2.1二次(补充)筛选特点……………………………………… 113
5.2.2二次(补充)筛选规范制定…………………………………… 113
5.2.3二次(补充)筛选项目确定…………………………………… 114
5.2.4二次(补充)筛选应力确定…………………………………… 114
5.2.5二次(补充)筛选方案设计…………………………………… 115
5.2.6二次(补充)筛选实施……………………………………… 116
5.2.7二次(补充)筛选过程质量管理……………………………… 120
5.3批允许不合格率…………………………………………………… 121
5.3.1PDA 定义…………………………………………………… 121
5.3.2PDA 实施…………………………………………………… 121
5.3.3实施PDA 需要注意的问题………………………………… 121
5.4元器件升级筛选…………………………………………………… 122
5.4.1元器件升级筛选概念………………………………………… 122
5.4.2元器件升级筛选工程意义…………………………………… 122
5.4.3元器件升级筛选实施………………………………………… 122
5.5元器件二次(补充)筛选注意事项………………………………… 124
第6 章元器件破坏性物理分析…………………………………………… 126
6.1破坏性物理分析的目的和意义…………………………………… 126
6.1.1破坏性物理分析定义………………………………………… 126
6.1.2破坏性物理分析目的………………………………………… 126
6.1.3破坏性物理分析意义………………………………………… 126
6.2DPA 工作适用范围及时机………………………………………… 127
6.3DPA 工作方法和程序……………………………………………… 127
6.3.1型号DPA 工作全过程流程………………………………… 127
6.3.2DPA 试验项目和程序………………………………………… 129
6.3.3DPA 试验项目裁剪…………………………………………… 133
6.4DPA 结论和不合格处理…………………………………………… 133
6.5DPA 工作实例……………………………………………………… 134
6.6DPA 注意事项……………………………………………………… 138
第7 章元器件失效分析…………………………………………………… 139
7.1失效分析目的和作用……………………………………………… 139
7.2失效模式和失效机理……………………………………………… 140
7.2.1定义………………………………………………………… 140
7.2.2失效的分类………………………………………………… 140
7.2.3元器件的主要失效模式和失效机理………………………… 141
7.2.4元器件的主要失效原因……………………………………… 149
7.3失效分析工作的基本内容和失效情况调查……………………… 150
7.3.1失效分析工作的基本内容…………………………………… 150
7.3.2失效情况调查………………………………………………… 150
7.4元器件失效分析程序……………………………………………… 152
7.4.1半导体集成电路失效分析标准程序………………………… 152
7.4.2元器件失效分析一般程序…………………………………… 154
7.5常用失效分析分解技术…………………………………………… 162
7.5.1元器件解焊技术……………………………………………… 162
7.5.2元器件开封技术……………………………………………… 162
7.5.3钝化层去除技术……………………………………………… 163
7.5.4剖面制作…………………………………………………… 164
7.6先进的分析技术和设备…………………………………………… 164
7.6.1超声扫描显微分析技术……………………………………… 165
7.6.2显微红外热像分析技术……………………………………… 166
7.6.3光辐射显微分析技术………………………………………… 166
7.6.4液晶热点检测技术…………………………………………… 166
7.6.5扫描电子显微分析技术……………………………………… 167
7.6.6电子探针X 射线显微分析技术……………………………… 170
7.6.7离子微探针………………………………………………… 170
7.6.8俄歇电子能谱………………………………………………… 171
7.6.9聚焦离子束技术……………………………………………… 171
7.7失效分析示例……………………………………………………… 172
第8 章元器件使用可靠性设计…………………………………………… 175
8.1降额设计…………………………………………………………… 175
8.1.1降额设计定义与目的………………………………………… 175
8.1.2降额设计工作内容…………………………………………… 175
8.1.3各类元器件降额设计实施要点……………………………… 190
8.1.4降额设计示例………………………………………………… 195
8.1.5注意事项…………………………………………………… 198
8.2热设计……………………………………………………………… 198
8.2.1热设计定义与目的…………………………………………… 198
8.2.2温度对元器件可靠性影响…………………………………… 198
8.2.3常用元器件热设计方法……………………………………… 199
8.2.4注意事项…………………………………………………… 203
8.3静电防护设计……………………………………………………… 203
8.3.1静电产生与静电损伤实例…………………………………… 203
8.3.2静电来源…………………………………………………… 205
8.3.3静电放电模型………………………………………………… 207
8.3.4静电放电损伤特点和失效机理……………………………… 212
8.3.5静电防护方法与防静电器材和设施………………………… 215
8.3.6注意事项…………………………………………………… 220
8.4抗辐射加固技术…………………………………………………… 221
8.4.1空间辐射环境………………………………………………… 221
8.4.2器件空间辐射效应机理及危害……………………………… 224
8.4.3典型器件的抗辐射能力……………………………………… 226
8.4.4抗辐射加固………………………………………………… 227
8.4.5加固评估与验证试验………………………………………… 232
8.4.6注意事项…………………………………………………… 238
8.5耐环境设计………………………………………………………… 238
8.5.1环境类别分析………………………………………………… 238
8.5.2元器件典型应用环境………………………………………… 239
8.5.3典型环境因素下元器件失效模式…………………………… 239
8.5.4元器件环境适应性要求……………………………………… 242
8.5.5耐环境设计………………………………………………… 242
第9 章元器件电装与调试………………………………………………… 245
9.1元器件电装基本要求……………………………………………… 245
9.2元器件通孔安装技术……………………………………………… 245
9.2.1安装的基本条件要求………………………………………… 246
9.2.2元器件安装………………………………………………… 246
9.2.3元器件手工焊接……………………………………………… 251
9.2.4通孔安装元器件的自动焊接………………………………… 253
9.3元器件表面安装技术……………………………………………… 254
9.3.1表面安装技术………………………………………………… 254
9.3.2贴片胶/波峰焊……………………………………………… 255
9.3.3焊锡膏/回流焊……………………………………………… 255
9.4焊接后检查………………………………………………………… 257
9.4.1焊接质量的要求……………………………………………… 257
9.4.2焊接质量检测方法…………………………………………… 257
9.5电路调试…………………………………………………………… 258
9.5.1调试前准备………………………………………………… 258
9.5.2调试步骤…………………………………………………… 259
9.5.3调试中故障检测方法………………………………………… 262
9.5.4调试注意事项………………………………………………… 263
第10 章元器件储存、评审与信息管理…………………………………… 264
10.1元器件储存………………………………………………………… 264
10.1.1概述………………………………………………………… 264
10.1.2元器件储存环境和储存失效机理………………………… 264
10.1.3元器件储存有效期和超期复验…………………………… 266
10.2元器件评审………………………………………………………… 274
10.2.1元器件评审目的…………………………………………… 274
10.2.2元器件评审内容…………………………………………… 274
10.2.3元器件评审方式和要求…………………………………… 275
10.3元器件信息管理…………………………………………………… 277
10.3.1概述………………………………………………………… 277
10.3.2元器件信息收集与分析…………………………………… 278
10.3.3元器件信息数据库………………………………………… 281
10.3.4元器件信息管理系统……………………………………… 282
第11 章元器件可靠使用…………………………………………………… 286
11.1概述………………………………………………………………… 286
11.2使用的一般要求…………………………………………………… 286
11.2.1元器件防浪涌要求………………………………………… 286
11.2.2元器件使用的可靠性设计………………………………… 293
11.2.3元器件的可靠测量………………………………………… 299
11.3半导体分立器件可靠使用………………………………………… 299
11.3.1半导体分立器件概述……………………………………… 299
11.3.2二极管可靠使用…………………………………………… 301
11.3.3晶体管可靠使用…………………………………………… 302
11.4半导体集成电路可靠使用………………………………………… 303
11.4.1半导体集成电路概述……………………………………… 303
11.4.2数字集成电路……………………………………………… 303
11.4.3模拟集成电路……………………………………………… 305
11.4.4接口集成电路……………………………………………… 307
11.5微波元器件可靠使用……………………………………………… 308
11.5.1微波元器件概述…………………………………………… 308
11.5.2微波二极管………………………………………………… 309
11.5.3微波晶体管………………………………………………… 310
11.5.4定向耦合器………………………………………………… 311
11.5.5功率分配器和合成器……………………………………… 312
11.5.6环行器和隔离器…………………………………………… 313
11.6电容器可靠使用…………………………………………………… 313
11.6.1电容器概述………………………………………………… 313
11.6.2有机介质固定电容器……………………………………… 314
11.6.3无机介质固定电容器……………………………………… 314
11.6.4固定电解电容器…………………………………………… 315
11.7继电器可靠使用…………………………………………………… 317
11.7.1继电器概述………………………………………………… 317
11.7.2电磁继电器………………………………………………… 318
11.7.3固体继电器………………………………………………… 319
11.7.4延时继电器………………………………………………… 320
11.8电阻器和电位器可靠使用………………………………………… 321
11.8.1电阻器和电位器概述……………………………………… 321
11.8.2固定电阻器………………………………………………… 322
11.8.3热敏和压敏电阻器………………………………………… 324
11.8.4电位器……………………………………………………… 325
11.8.5电阻网络…………………………………………………… 327
11.9晶体元器件可靠使用……………………………………………… 328
11.9.1晶体元器件概述…………………………………………… 328
11.9.2晶体谐振器………………………………………………… 330
11.9.3晶体振荡器………………………………………………… 331
11.9.4晶体滤波器………………………………………………… 332
11.10电连接器可靠使用……………………………………………… 333
11.10.1电连接器概述……………………………………………… 333
11.10.2圆形电连接器……………………………………………… 336
11.10.3矩形印制板电连接器……………………………………… 337
11.10.4射频电连接器……………………………………………… 338
附录常用国内外元器件质量与可靠性相关标准…………………………… 340
参考文献………………………………………………………………………… 346
