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摘要：电子元器件是电路系统中最为基础的组成部分，在开展电路设计工作的过程中，必须要保证电子元器件具有较高的使用可靠性，以此来保障电路的正常运行，确保电子设备的正常使用。对于整体电路系统而言，如果其中一个元器件失效，就会影响到整个系统的运行稳定性。因此设计人员必须对电子元器件的使用可靠性有充分的认识，能够进行科学的选型与使用，提高电子产品运行的可靠性。鉴于此，本文就电路设计中电子元器件的使用可靠性展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：电路设计；电子元器件；可靠性电子元器件时构成电子产品的最小单元，科学合理的电路设计和电子元器件选型，是电子产品正常使用必不可少的条件，因此务必采取妥善的方式确保电子元器件可靠工作，保证产品的稳定运行。
1.电子元器件
电子元器件大致可分为电子元件、电子器件两大类，后者主要指由半导体材料制成的基础类电子产品（如二极管、晶体管、场效应晶体管、集成电路等）。半导体器件也分无源器件（如二极管）、有源器件（如晶体管、集成电路等）两种类型。无源器件只消耗输入信号的电能，不需要给器件提供电源即可工作；而有源器件需要专门给器件提供合适的电源才能正常工作。随着电子新技术、新材料和新工艺的不断涌现，有些元件与器件的区分已很难界定，并且许多现代电元器件已不再是纯硬件了，例如单片机和单片系统均为基于软件的芯片。
2.电子元器件失效原因
2.1设计原因
（1）器件等级选用不当。设计时未充分考虑元器件在实际电路中工作的情况；或出于成本的考虑，在选择器件时选用等级较低的器件，在恶劣条件下容易导致元器件失效。
（2）器件参数选用不当。设计时未按实际电路参数要求选用元器件。如选用电容进行电源滤波，部分设计人员认为电容耐压值只需小于等于电源电压即可。
2.2元器件质量问题
电子元器件的生产厂商提供的电子元器件不符合相关电子元器件的技术要求。当前电子元器件具有体积较小、结构复杂等特点，为其实际加工及生产工作带来了极大的难度，并对相关工作者自身的专业技能及职业素养提出了较高的要求，同时由于所涉及到的仪器与工种数量众多，安装的设备通常具有较高的价值，因此一些不稳定因素就会大大提升企业自身经济及信誉方面的风险性。因此从一定角度上来说，对电子元器件质量进行有效的管控与企业综合生产水平具有直接的影响。
2.3各种人为因素
据2006年统计：各种不合理使用及人为损坏元器件造成的失效比例在整个元器件失效比例中占约57.6%。在产品生产过程中的焊接、组装、调试、装配、测试、试验、搬运以及在产品进行电气装配和安装调试的过程中，都有可能出现元器件失效的情况发生。
2.4其他电应力因素
其他电应力因素主要产生问题是接触不良、接地不良、非法带电、静电原因、输入端引入高压大电流、浪涌等。
3.电子元器件的使用可靠性提高策略
3.1电子元器件的选型
根据产品的开发需求、质量要求、工艺制程、使用环境和使用方法等相关技术条件，依据电子元器件的数据手册和选型手册等相关文件，科学合理的选用适合当前产品的封装、质量等级、环境适应等级、功耗等相关参数电子元器件。
3.2控制电子元器件的工作承载负荷
3.2.1降额设计
通过相关调查发现电子元器件处于满负荷状态下时容易降低使用寿命。所以，为了能正常发挥电子元器件的相应功能，在电子元器件使用过程中，要对器件本身进行降额，减少负荷。在器件选用时要参照器件说明书的相关参数进行合理选择。
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3.2.2抗震设计
在选用电子元器件时，还要考虑电子元器件抗震能力。在电子产品的运输等过程中会产生振动，必须采取防止或减少振动环境条件对电子产品影响的各种方法，以保证电子产品在工作中的性能，如将小线圈用胶水固定等。
3.2.3特殊电路保护
根据不同电路模块的功能、性能等要求，要根据具体情况和相关标准采用适宜的保护措施，用于降低电子元器件失效的风险和几率。
3.3电子元器件检验、测试及试验
电子元器件在选型设计完成后，为电子元器件的可靠稳定运行，一般都需要对电子元器件进行检验、测试和试验，以使得电子元器件在设计阶段暴露其缺陷，避免其影响整机产品的正常运行。
3.3.1电子元器件的检验
针对已完成选型的电子元器件，根据其规格书及产品的技术要求，对电子元器件进行系统的检验，确保相关技术参数达到预计设计使用要求。
3.3.2电子元器件的测试
在电子元器件进行批量使用前，应对待用的电子元器件进行使用范围内的试运行、老化、操作、电压、电流等各种电参数和功能的测试。
3.3.3电子元器件的试验
为保证产品满足设计要求，需要对电子元器件进行基于产品技术条件、相关标准以及破坏性的试验，用于测试电子元器件的温度、湿度、振动等方面的极限条件下的耐受情况。
3.4电子元器件在使用单位的质量控制
电子元器件质量水平关乎产品实物质量的稳定性和可靠性，做好电子元器件质量控制不仅对电子元器件生产厂家意义重大，同时也是使用单位关注的重点。使用单位对电子元器件质量控制主要体现在以下几个方面：
3.4.1元器件质量控制
需要对元器件的重要度进行分类与分级处理，针对重要度不同类型和不同等级的元器件应进行不同质量控制方法，进行定期的检查、检验、测试、试验等方式进行持续的质量跟踪，结合统计过程控制、测量系统分析、失效模式和效果分析、现品质量先期策划和生产件批准程序等工具对电子元器件的稳定情况及时监控，做出有效评估，减少对常规检验的依赖性。
3.4.2供方管理
建立完善的供方的选择、评价机制。具体而言，为从根本上提升电子元器件在实际应用时的质量，使用单位也应就目前供方单位的信誉度进行细致的调查，结合供方单位实际生产质量及效率，做出客观的评价，以此选择出最适当的供方单位。应优先选用技术服务、有质量保证的、供货及时、价格合理的供方的元器件，并且该供方要进行质量认证并符合要求。
3.4.3进口元器件质量控制
进口元器件的质量控制重点在渠道控制，在经销商（代理商）选择时重点对注册资本、授权销售资质或渠道证明材料等方面进行考察，考察符合要求方可作为供方。对因停产、无法提供渠道证明材料的进口电子元器件可通过破坏性物理分析（DPA）等手段检测合格方可装机使用。
3.4.4国产元器件质量控制
国产元器件质量层次不齐，尽量选择专业的电子元器件制造厂家，由于部分中小民营企业在状态管控、工艺制造等方面存在薄弱环节，若选择该类型企业的电子元器件，要对其的供货质量保证能力进行全面的考察和审核，确保所供产品能满足要求。
3.4.5生产过程中的人为因素的控制
加强生产过程的控制减少生产环节的人为因素导致的器件失效。因此在对元器件进行操作的过程中，必须具有严格的防静电措施，如配备防静电服，手套和胶皮等，同时在人工用电烙铁进行印制板焊接时，必须保证电烙铁的良好接地，必要时佩戴防静电手镯，防止元器件被静电击穿，人为因素导致器件失效。
结语
在电路设备系统之中，电子元器件作为一项基本内容，它的使用可靠性对于整个系统能否正常工作、能否发挥其功效有很大的影响。所以，投入使用电子元器件时，要清楚了解它的可靠程度，确保其符合相关设备或者系统使用的标准要求，以保证电路系统的稳定性。
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论文作者:赵岩
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年1期
论文发表时间:2019/5/9
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