1、1第2章 電子元器件的選用2本章概要n元器件質(zhì)量等級(jí)元器件質(zhì)量等級(jí)n元器件選擇要點(diǎn)元器件選擇要點(diǎn)n元器件降額應(yīng)用元器件降額應(yīng)用3n質(zhì)量與可靠性標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量與可靠性標(biāo)準(zhǔn)n國家標(biāo)準(zhǔn)GBn國家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJBn電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SJn七專技術(shù)條件QZT（專批、專技、專人、專機(jī)、專料、專檢、?？ǎ琎ZJ8406）n質(zhì)量與可靠性規(guī)范質(zhì)量與可靠性規(guī)范n中國軍用電子元器件合格產(chǎn)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(zhì)量認(rèn)證委員會(huì)認(rèn)證合格產(chǎn)品（IECQ）n優(yōu)選元器件清單（PPL，如美國軍用電氣、電子、機(jī)電元件清單MIL-STD-975M）n使用規(guī)范與用戶手冊(cè)2.1 元器件質(zhì)量等

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

3、：0.75n軍用級(jí)軍用級(jí)nB級(jí)：1.0nB-1級(jí)：2.0nB-2級(jí)：5.0n民用級(jí)民用級(jí)nD級(jí)：10.0nD-1級(jí)：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(zhì)量等級(jí)美國集成電路的質(zhì)量等級(jí)7n詳細(xì)規(guī)范及符合的標(biāo)準(zhǔn)（國軍標(biāo)、國標(biāo)、行標(biāo)、企標(biāo)）n質(zhì)量等級(jí)（GJB/Z299B )與可靠性水平（失效率、壽命等）n認(rèn)證情況（QPL、QML、PPL、IECQ）n成品率、工藝控制水平和批量生產(chǎn)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(biāo)）n可靠性試驗(yàn)數(shù)據(jù)（加速與現(xiàn)場(chǎng)，環(huán)境與壽命，近期及以往）n使用手冊(cè)與操作規(guī)范2.1

4、元器件質(zhì)量等級(jí)供貨商應(yīng)提供的可靠性信息8n盡量選用標(biāo)準(zhǔn)和通用器件，慎重選用新品種和非標(biāo)準(zhǔn)器件n盡量壓縮元器件的品種、規(guī)格及生產(chǎn)廠點(diǎn)n多選用集成電路，少選用分立器件n不用無功能及質(zhì)量檢測(cè)手段的器件n注重器件制造技術(shù)的成熟性（長期、連續(xù)、穩(wěn)定、大批量，成品率高）n考查生產(chǎn)廠家的工藝水平、質(zhì)量控制能力和產(chǎn)品信譽(yù)n選用能提供完善的可靠性應(yīng)用指南或規(guī)范的器件2.2 元器件選擇要點(diǎn) 品種型號(hào)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(jìn)工藝） AlCu（國內(nèi)現(xiàn)有工藝）n鈍化材料：SiNPSG聚烯

5、亞胺 無機(jī)有機(jī)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(diǎn) 考察器件制造工藝水平鍵合材料與引線機(jī)械強(qiáng)度的關(guān)系10n對(duì)于設(shè)備關(guān)鍵部位和國家重點(diǎn)工程所用的國外集成電路要通過MIL-STD883試驗(yàn)，分立半導(dǎo)體器件的質(zhì)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(nèi)代理商n在產(chǎn)品長期使用中質(zhì)量穩(wěn)定可靠的老供貨商n能提供委托方的產(chǎn)品質(zhì)量證明或試驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告的供貨商n無不合格的性能指標(biāo)參數(shù)n不是已停止生產(chǎn)或不再供貨的產(chǎn)品2.2 元器件選擇要點(diǎn) 國外元器件選用11質(zhì)量、成品率與可靠性n質(zhì)量：出廠檢驗(yàn)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(jīng)歷一年以上的上機(jī)時(shí)間后的失效器件數(shù)n一般而言，器件的質(zhì)量與成品率越高，可靠性越好。但質(zhì)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(diǎn) 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(diǎn) 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(jī)械強(qiáng)度高：提高了電路抗振動(dòng)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(diǎn) 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(yīng)性好，易焊性佳，成本高n鍍錫：易焊性好，環(huán)境適應(yīng)性一般，成本中等n熱焊料浸漬涂覆：質(zhì)量最差n內(nèi)部鈍化材料的選擇內(nèi)部鈍化材料的選擇n芯片表面涂覆有機(jī)涂層或有機(jī)薄膜：慎用n芯片表面淀積有無機(jī)材料薄膜：可用n內(nèi)部氣氛內(nèi)部氣氛n真空封裝：抗輻照，對(duì)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(diǎn) 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（工作溫度范圍小）n慎用點(diǎn)接觸器件（機(jī)械強(qiáng)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(guān)電源n線性穩(wěn)壓器帶輸出過流保護(hù)和芯片熱保護(hù)n開關(guān)穩(wěn)壓器不帶串聯(lián)調(diào)整管2.2 元器件選擇要點(diǎn) 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(guān)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(shí)間不同造成干擾n

9、輸入抗干擾能力要強(qiáng)（帶施密特觸發(fā)器或線接收器）n輸出驅(qū)動(dòng)能力要強(qiáng)（帶緩沖器或線驅(qū)動(dòng)器）nMask ROMEPROMEEPROMFlash ROM2.2 元器件選擇要點(diǎn) 數(shù)字集成電路的選擇18上升/下降時(shí)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(shí)鐘頻率2.2 元器件選擇要點(diǎn) 時(shí)鐘頻率的選擇19n電源與地的引腳較近n多個(gè)電源及地線引腳n輸出電壓波動(dòng)性小n電源瞬態(tài)電流低n開關(guān)速率可控nI/O端口與傳輸線匹配n差動(dòng)信號(hào)傳輸n地線反射較低n對(duì)ESD及其它干擾現(xiàn)象的抗擾性好n輸入電容小n輸入級(jí)驅(qū)動(dòng)能力不超過實(shí)際應(yīng)用的要求2.2 元器件選擇要點(diǎn) 電磁兼容性好的IC20n

10、集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)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(hù)電路n 轉(zhuǎn)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(guān)n 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中應(yīng)選“先斷后通”型，以防各信號(hào)源相互短路n 放大器增益控制則應(yīng)選擇“先通后斷”型，以防運(yùn)放瞬時(shí)短路n 帶輸入過載保護(hù)n 采樣采樣/ /保存電路保存電路n 信號(hào)變化速率較高：選孔徑時(shí)間較少的品種n 保存時(shí)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(shí)間足夠小的品種n 精度要求較高：選電荷轉(zhuǎn)移足夠小的品種2.2 元器件選擇要點(diǎn) 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?。ń饘倌ぞ€繞 干擾性：線繞金屬膜碳膜2.2 元器件選擇要點(diǎn) 電阻器的選擇22n 失效率：滌綸聚苯乙烯玻璃釉瓷片密