張 宇

（黑龍江職業(yè)學(xué)院（黑龍江省經(jīng)濟管理干部學(xué)院），黑龍江 哈爾濱 150070）

在實施一類設(shè)備電路系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計時，所有的電子元器件通過相互連接來構(gòu)成一個有機的整體，確保電路可以穩(wěn)定工作，保證其構(gòu)成的電子裝置和設(shè)備能夠正常地發(fā)揮其功能。運行過程的可靠程度屬于所有電子元器件裝置工作的關(guān)鍵以及基礎(chǔ)。對電路的整體系統(tǒng)來講，假如其中某個電子元器件無法正常發(fā)揮其功能，這時就會造成系統(tǒng)全面處于癱瘓的狀態(tài)。因此相關(guān)電路系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計人員需要對于電子元器件工作過程的可靠性指標(biāo)予以高度的重視，隨后借助科學(xué)合理的選擇及設(shè)計過程，提升電子元器件使用過程中的可靠性和穩(wěn)定性，確保電路系統(tǒng)的整體功能得到正常發(fā)揮，有益于電子系統(tǒng)整體的穩(wěn)定和工作的安全。

1 電子元器件單元簡述

通常電子系統(tǒng)的元器件單元總體上能夠分成電子元件以及電子器件這兩大類范疇，電子器件通常指的是由半導(dǎo)體相關(guān)材料制造出來的基礎(chǔ)型的電子相關(guān)元件單元（比如二極管、晶體管和各種規(guī)模的集成電路系統(tǒng)等）。此類元件可以劃分成無源的器件（比如二極管裝置）、有源的器件（例如晶體管和集成電路系統(tǒng)等）這兩大種類。無源類型的器件只需通過輸入信號提供的電能來進行相應(yīng)的工作，無需外加電源來給相應(yīng)的器件提供電能；有源類型的器件則需要有專門為其提供相應(yīng)電能的電源裝置才可以進行相應(yīng)的操作。伴隨著當(dāng)今時代電子領(lǐng)域的新技術(shù)與新工藝的持續(xù)進步，一些電子元件和電子器件之間的區(qū)別已經(jīng)很難來進行劃分，而且很多現(xiàn)代化的電子元器件已經(jīng)不再是單純的硬件設(shè)備系統(tǒng)了，比如單片機與單片機系統(tǒng)已經(jīng)是一類基于相應(yīng)的軟件系統(tǒng)的硬件芯片單元。二極管如圖1所示。

圖1 二極管

2 電子元器件發(fā)生失效情況的主要原因

2.1 設(shè)計缺陷方面的原因

2.1.1 元器件單元的等級選取不合適

如果電路在規(guī)劃設(shè)計的過程中沒能充分分析元器件單元在實際工作中的狀態(tài)；或者由于成本方面的制約，在元器件定型的過程中采用了低等級的產(chǎn)品，這樣的產(chǎn)品在相對惡劣的使用環(huán)境下非常容易造成元器件出現(xiàn)失效的情況。

2.1.2 元器件的相關(guān)參數(shù)選取不適當(dāng)

如果電路在規(guī)劃設(shè)計的過程中沒有根據(jù)電路實際情況來選取元器件。比如采用電容來進行電源的濾波操作，某些設(shè)計人員錯誤地認為電容元器件的耐壓值小于等于電源的電壓就能滿足系統(tǒng)的需要。集成電路如圖2所示。

圖2 集成電路

2.2 元器件本身品質(zhì)方面的缺陷

（1）元器件的供應(yīng)商缺少相應(yīng)的生產(chǎn)資質(zhì)，在生產(chǎn)相關(guān)元器件的過程中，品質(zhì)不達標(biāo)。

（2）元器件的供應(yīng)商在相關(guān)產(chǎn)品加工制造的時候有關(guān)品質(zhì)把控環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題，造成相應(yīng)的電子元器件產(chǎn)品質(zhì)量不合格。

2.3 產(chǎn)品制程中的相關(guān)問題

2.3.1 投入使用前沒能針對元器件實施適當(dāng)?shù)念A(yù)處理操作

某些電子元器件在實際投入應(yīng)用前必須實施相關(guān)的預(yù)處理操作，隨后才可以完全投入實際使用過程，很多相關(guān)設(shè)計人員會忽視該步驟。

2.3.2 安裝過程問題出現(xiàn)的元器件損傷

電子元器件單元在其安裝過程中，有可能伴隨應(yīng)力的產(chǎn)生。為此如果安裝的過程中操作方式不合理，伴隨出現(xiàn)的各類應(yīng)力就可能對相應(yīng)的電子元器件帶來不必要的損傷。安裝的時候也有可能給元器件單元帶來碰撞方面的損傷，因此選取科學(xué)合理的安裝方法對于電子元件使用過程的可靠性非常重要。

2.4 存放環(huán)境的因素

用于電子元器件產(chǎn)品存放的場所不符合相關(guān)的要求和規(guī)定，例如溫度、濕度等指標(biāo)不適宜長期存放電子元器件。

2.5 運輸過程的因素

在電子元器件產(chǎn)品運輸?shù)耐局校鄙龠m當(dāng)?shù)姆雷o方法，導(dǎo)致其在運輸過程中出現(xiàn)碰撞情況，甚至造成損壞。

2.6 電應(yīng)力方面的因素

主要問題即為元器件的接觸不良、帶電插拔、靜電產(chǎn)生等因素。多數(shù)電路系統(tǒng)中的相關(guān)保護方式均為接零，也就是說連接地線與零線，這樣就能符合其實際運行的標(biāo)準。不過針對電子元器件來講，電路系統(tǒng)在規(guī)劃設(shè)計的過程中進行安裝測試的情況下，需要實施接地保護操作，也就是將零線與地線分離。不過在實際的執(zhí)行過程中，某些操作人員沒有重視相關(guān)問題，使得該電子元器件發(fā)生失效的情況。晶體管如圖3所示。

圖3 晶體管

3 電子元器件實際應(yīng)用可靠程度提升的辦法

3.1 科學(xué)選取及應(yīng)用相關(guān)的電子元器件

3.1.1 產(chǎn)品封裝模式的選取

基于相關(guān)元器件使用條件來科學(xué)選取電子元器件單元的封裝模式。例如金屬封裝、陶瓷封裝或者塑料封裝等模式。

3.1.2 產(chǎn)品質(zhì)量等級的合理選取

電子元器件在選型時需要仔細查閱相應(yīng)的元器件使用手冊，各種元器件名字以及表面的字母都體現(xiàn)了其相應(yīng)的含義，能夠概括出相應(yīng)元器件的基本特征和功能，還可能標(biāo)注了其使用的條件與品質(zhì)等級等層面的信息。因此設(shè)計人員必須對相應(yīng)的元件質(zhì)量及命名含義做到清晰的認知，熟練識別相應(yīng)的品質(zhì)標(biāo)識，盡量選取具有一定生產(chǎn)能力的廠家提供的產(chǎn)品。

3.2 電子元器件工作負荷的研究

3.2.1 電子元器件的降額設(shè)計研究

在通常狀況下，電子元器件相關(guān)工程技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)電子元器件在持續(xù)處于滿負荷工作狀態(tài)下極易降低最大安全使用壽命?；诖?，為了能夠最大限度地發(fā)揮電子元器件的全部功能，電子元器件相關(guān)工程技術(shù)人員在電子元器件正常使用過程中，需要針對電子器件自身進行降額，最大限度地降低負荷。在電子元器件選用的過程中，必須參照電子器件使用說明書中的相關(guān)技術(shù)參數(shù)進行合理選擇。電容如圖4所示。

圖4 電容

3.2.2 電子元器件的抗震設(shè)計研究

電子元器件相關(guān)工程技術(shù)人員在進行電子元器件的選擇過程中，首先需要考慮的就是電子元器件抗震能力。因為通常狀況下在電子元器件的運輸過程中有可能出現(xiàn)振動，因此電子元器件相關(guān)工程技術(shù)人員需要完全避免或者最大限度地降低振動環(huán)境條件對于電子元器件影響的各種解決方案，進而確保電子元器件在正常工作中的重要性能，比如把小線圈用膠水固定等措施。

3.3 特殊種類電子電路的保護研究

電子元器件相關(guān)工程技術(shù)人員在有關(guān)電子電路的選擇層面上，完全能夠使用集成電子電路將傳統(tǒng)的獨立電子元器件進行替換，但是前提條件是必須最大限度地確保整個電子電路的基本功能可以正常實現(xiàn)。但是在特殊電子電路集成系統(tǒng)中及電子元器件成本非常高的高端電子電路系統(tǒng)中，電子元器件相關(guān)工程技術(shù)人員必須基于具體情況以及相關(guān)行業(yè)法規(guī)及技術(shù)標(biāo)準做好各種保護措施，尤其是針對極易發(fā)熱的電子元器件，必須做好散熱處理，才能夠不影響正常功能的使用。

3.4 電子元器件的安裝方法

電子元器件相關(guān)工程技術(shù)人員在確定選擇使用哪種安裝方式的過程中，首先必須重點關(guān)注的是該方法能否合理且行之有效。比如：電子電路板的安裝、電子元器件的外形尺寸大小等，這些不確定因素均有可能會影響到電子元器件的正常使用，因此電子元器件相關(guān)工程技術(shù)人員必須高度關(guān)注并且需要完全防止此類安全隱患的出現(xiàn)，確保電子元器件設(shè)計的結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，安裝工作必須基于正確步驟進行，不能影響電子元器件的正常使用，最大限度地提升電子元器件的工作效率。

3.5 電子元器件的檢測方法與篩選方法研究

3.5.1 電子元器件的常規(guī)檢測方法

電子元器件在批量投入使用以前，電子元器件相關(guān)工程技術(shù)人員必須針對其小批量生產(chǎn)進行全方位的檢測及挑選，這是一個非常關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié)。盡管電子元器件相關(guān)工程技術(shù)人員在通常狀況下都是經(jīng)過合理設(shè)計及科學(xué)檢測工作安裝以后，在最大限度地確保這些基本技術(shù)要求的前提條件下，電子元器件還是非常有可能因為自身品質(zhì)不合格導(dǎo)致發(fā)生各種安全隱患。在通常條件下電子元器件的檢測內(nèi)容指的是針對各種類型電子性能重要參數(shù)信息及各種主要功能的全面檢測，檢測方法電子元器件相關(guān)工程技術(shù)人員在一般情況下都會參照電子元器件的參數(shù)配置表及其生產(chǎn)廠家的技術(shù)要求進行檢測。

3.5.2 電子元器件的合理選擇

電子元器件的合理選擇在通常狀況下指的是電子元器件相關(guān)工程技術(shù)人員針對電子元器件施加各種不同數(shù)值的載荷，進而確保具有質(zhì)量缺陷的電子元器件能夠完全暴露其缺陷并且將這種殘次品進行剔除處理。在通常狀況下電子元器件相關(guān)工程技術(shù)人員經(jīng)常使用的篩選措施有溫度篩選法及老化篩選法等。

3.6 對于電子元器件的全生命周期生產(chǎn)過程進行嚴格的監(jiān)督及管理

在一般情況下電子元器件產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣對于整個電子電路控制系統(tǒng)具有決定性影響，因此在通常狀況下電子元器件相關(guān)工程技術(shù)人員必須針對電子元器件的整個全生命周期生產(chǎn)進程持續(xù)實施質(zhì)量監(jiān)控，必須最大限度地降低質(zhì)量不合格產(chǎn)品的出廠率。電子元器件相關(guān)工程技術(shù)人員可以應(yīng)用下述兩種解決方案進行供應(yīng)商的管控。

3.6.1 供應(yīng)商管控

電子元器件相關(guān)工程技術(shù)人員必須針對電子元器件的供應(yīng)商實施全方位的認證與分類管控，必須具有“CCC”中國強制標(biāo)準認證并且完全符合相關(guān)行業(yè)法規(guī)及技術(shù)標(biāo)準要求的制造廠商才能夠允許作為電子元器件的合格供應(yīng)商。

3.6.2 供應(yīng)商選擇

電子元器件相關(guān)工程技術(shù)人員必須針對同一類型電子元器件進行多個供應(yīng)商的合理選擇，根據(jù)相關(guān)法規(guī)及技術(shù)標(biāo)準電子元器件相關(guān)工程技術(shù)人員必須選擇品質(zhì)優(yōu)良的電子元器件進行批量采購，這種操作能夠為各個品牌的供應(yīng)商之間形成良性競爭意識，進而最大限度地提升電子元器件的品質(zhì)及合格率。

4 結(jié)束語

綜上所述，在通常狀況下電子元器件相關(guān)工程技術(shù)人員在設(shè)計電路設(shè)備系統(tǒng)的過程中，電子元器件作為整個電子電路集成系統(tǒng)最為關(guān)鍵的零部件，其使用可靠性對于整個電子電路集成系統(tǒng)是否能夠長期安全穩(wěn)定工作、以及是否能夠發(fā)揮其最大額定工作效率具有非常大的影響。基于此，電子元器件相關(guān)工程技術(shù)人員在使用電子元器件的過程中，首先就需要清楚掌握該零件的安全可靠性，保證其完全符合有關(guān)裝置及其電子集成系統(tǒng)使用的技術(shù)標(biāo)準要求，進而最大限度地確保整個電子電路系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。