1、1第2章 電子元器件的選用2本章概要n元器件質量等級元器件質量等級n元器件選擇要點元器件選擇要點n元器件降額應用元器件降額應用3n質量與可靠性標準質量與可靠性標準n國家標準GBn國家軍用標準GJBn電子行業(yè)標準SJn七專技術條件QZT（專批、專技、專人、專機、專料、專檢、?？?，QZJ8406）n質量與可靠性規(guī)范質量與可靠性規(guī)范n中國軍用電子元器件合格產品目錄（JQPL）n中國軍用電子元器件合格制造廠一覽表（JQML）n中國電子元器件質量認證委員會認證合格產品（IECQ）n優(yōu)選元器件清單（PPL，如美國軍用電氣、電子、機電元件清單MIL-STD-975M）n使用規(guī)范與用戶手冊2.1 元器件質量等

2、級 國產元器件的質量規(guī)范4n級（特軍級）級（特軍級）nA2級：單片0.1nA3級：單片0.25，混合0.5nB B級（普軍級）級（普軍級）nB1級：單片0.5，混合1.0nB2級：單片1.0，混合3.0nC C級（民用級）級（民用級）nC1級：單片4.0，混合8.0nC2級：單片14.0（塑料封裝）2.1 元器件質量等級 國產集成電路質量等級5使用時應依據(jù) 的順序選用：I：列入軍用電子元器件QPL、QML表的產品II：工程應用效果良好，近期有生產供貨的產品III：近年按國家軍用電子元器件新品研制計劃完成的新品 2.1 元器件質量等級 國產元器件的優(yōu)選等級6n宇航級宇航級nS級：0.25nS-1

3、：0.75n軍用級軍用級nB級：1.0nB-1級：2.0nB-2級：5.0n民用級民用級nD級：10.0nD-1級：20.0 工作溫度范圍工作溫度范圍軍用：-55+125工業(yè)用：-40+85商業(yè)用： 0+702.1 元器件質量等級美國集成電路的質量等級7n詳細規(guī)范及符合的標準（國軍標、國標、行標、企標）n質量等級（GJB/Z299B )與可靠性水平（失效率、壽命等）n認證情況（QPL、QML、PPL、IECQ）n成品率、工藝控制水平和批量生產情況（SPC）n采用的工藝和材料（最好能提供工藝控制數(shù)據(jù)和材料參數(shù)指標）n可靠性試驗數(shù)據(jù)（加速與現(xiàn)場，環(huán)境與壽命，近期及以往）n使用手冊與操作規(guī)范2.1

4、元器件質量等級供貨商應提供的可靠性信息8n盡量選用標準和通用器件，慎重選用新品種和非標準器件n盡量壓縮元器件的品種、規(guī)格及生產廠點n多選用集成電路，少選用分立器件n不用無功能及質量檢測手段的器件n注重器件制造技術的成熟性（長期、連續(xù)、穩(wěn)定、大批量，成品率高）n考查生產廠家的工藝水平、質量控制能力和產品信譽n選用能提供完善的可靠性應用指南或規(guī)范的器件2.2 元器件選擇要點 品種型號的選擇原則9以集成電路為例：n最小線條： 0.350.250.180.13umn襯底材料： CMOSSOISiGeGaAsSiCn互連材料：CuAl（國外先進工藝） AlCu（國內現(xiàn)有工藝）n鈍化材料：SiNPSG聚烯

5、亞胺 無機有機n鍵合材料：AuAl(Si）n電路形式：數(shù)/模分離數(shù)/模合一RF/BB分離RF/BB合一2.2 元器件選擇要點 考察器件制造工藝水平鍵合材料與引線機械強度的關系10n對于設備關鍵部位和國家重點工程所用的國外集成電路要通過MIL-STD883試驗，分立半導體器件的質量要符合MIL-S-19500的要求n供貨渠道可靠的品牌公司或國內代理商n在產品長期使用中質量穩(wěn)定可靠的老供貨商n能提供委托方的產品質量證明或試驗檢測報告的供貨商n無不合格的性能指標參數(shù)n不是已停止生產或不再供貨的產品2.2 元器件選擇要點 國外元器件選用11質量、成品率與可靠性n質量：出廠檢驗或老化篩選中發(fā)現(xiàn)的有缺陷器

6、件數(shù) 成品率：批量器件中的合格器件數(shù) 可靠性：經歷一年以上的上機時間后的失效器件數(shù)n一般而言，器件的質量與成品率越高，可靠性越好。但質量與成品率相同的器件，可靠性并非完全相同12n塑料封裝：成本低，氣密性差，吸潮，承受功率小，易老化，不易散熱n陶瓷封裝：氣密性好，耐高溫，承受功率大，成本高n金屬封裝：氣密性好，耐高溫，承受功率較大，屏蔽效果好，成本高2.2 元器件選擇要點 封裝的選擇:封裝材料13n有引腳元件：寄生電感1nH/mm/引腳（越短越好），寄生電容4pF/引腳n無引腳元件：寄生電感0.5nH/端口，寄生電容0.3pF/端口n表面貼裝放射狀引腳軸面平行引腳2.2 元器件選擇要點 封裝的

7、選擇:管腳形式14nSMT有利于可靠性的原因有利于可靠性的原因n引線極短：降低了分布電感和電容，提高了抗干擾能力n機械強度高：提高了電路抗振動和沖擊的能力n裝配一致性好：成品率高，參數(shù)離散性小2.2 元器件選擇要點 封裝的選擇:表面貼裝15n引線涂覆形式的選擇引線涂覆形式的選擇n鍍金：環(huán)境適應性好，易焊性佳，成本高n鍍錫：易焊性好，環(huán)境適應性一般，成本中等n熱焊料浸漬涂覆：質量最差n內部鈍化材料的選擇內部鈍化材料的選擇n芯片表面涂覆有機涂層或有機薄膜：慎用n芯片表面淀積有無機材料薄膜：可用n內部氣氛內部氣氛n真空封裝：抗輻照，對管殼密封性要求高n惰性氣體封裝：易形成污染及電離氣體，有利于抵抗外

8、界氣氛侵入2.2 元器件選擇要點 引線及鈍化材料的選擇16n二極管與三極管二極管與三極管n慎用鍺管（工作溫度范圍?。﹏慎用點接觸器件（機械強度差）nVDMOS功率管優(yōu)于雙極功率管（安全工作區(qū)大，無二次擊穿，功耗小，速度快）n電壓、電流、功率留有足夠的余量n集成穩(wěn)壓器集成穩(wěn)壓器n線性穩(wěn)壓器開關電源n線性穩(wěn)壓器帶輸出過流保護和芯片熱保護n開關穩(wěn)壓器不帶串聯(lián)調整管2.2 元器件選擇要點 晶體管與穩(wěn)壓器的選擇17nCMOSNMOSTTLn能用低速的就不用高速的，高速器件只用在關鍵的地方n能用集成度高的就不用集成度低的n不同類型的同類電路（如CMOS和TTL邏輯電路）不宜混用，以防延遲時間不同造成干擾n

9、輸入抗干擾能力要強（帶施密特觸發(fā)器或線接收器）n輸出驅動能力要強（帶緩沖器或線驅動器）nMask ROMEPROMEEPROMFlash ROM2.2 元器件選擇要點 數(shù)字集成電路的選擇18上升/下降時間為1ns的理想60MHz方波的頻譜 在滿足電路要求的前提下，采用盡可能低的時鐘頻率2.2 元器件選擇要點 時鐘頻率的選擇19n電源與地的引腳較近n多個電源及地線引腳n輸出電壓波動性小n電源瞬態(tài)電流低n開關速率可控nI/O端口與傳輸線匹配n差動信號傳輸n地線反射較低n對ESD及其它干擾現(xiàn)象的抗擾性好n輸入電容小n輸入級驅動能力不超過實際應用的要求2.2 元器件選擇要點 電磁兼容性好的IC20n

10、集成運算放大器集成運算放大器n 差模與輸入極限電壓盡量高n 帶輸入、輸出、電源端保護電路n 轉換速率夠用即可n 數(shù)據(jù)采集電路數(shù)據(jù)采集電路n 優(yōu)先選擇CMOS開關n 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中應選“先斷后通”型，以防各信號源相互短路n 放大器增益控制則應選擇“先通后斷”型，以防運放瞬時短路n 帶輸入過載保護n 采樣采樣/ /保存電路保存電路n 信號變化速率較高：選孔徑時間較少的品種n 保存時間較長：選保持狀態(tài)漏電小的品種n 采樣頻率較高：選捕獲時間足夠小的品種n 精度要求較高：選電荷轉移足夠小的品種2.2 元器件選擇要點 模擬集成電路的選擇21n 金屬膜RJ：環(huán)境溫度范圍寬（55125 ），噪聲小，精度高n 碳膜RT：環(huán)境溫度范圍小（金屬膜線繞 干擾性：線繞金屬膜碳膜2.2 元器件選擇要點 電阻器的選擇22n 失效率：滌綸聚苯乙烯玻璃釉瓷片密