【正文】 器件 應(yīng) 盡量靠近印制板 邊沿布置，以便 縮 短 傳熱 途徑；在垂直方向上，大功率器件 應(yīng) 盡量靠近印制板上方布置，以便減小 這 些器件工作 時對 其他元器件溫度的影響。橫長排列第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 集成電路在印制板上的排列(a)第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 圖 在同一 塊 印制板上安裝半 導(dǎo) 體器件 時 ， 應(yīng) 將 發(fā)熱 量小或不耐 熱 的元器件 (如小信號晶體管、小 規(guī) 模集成 電 路、 電 解 電 容等 )放在氣流的入口 處 ，將 發(fā)熱 量大或耐 熱 好的元器件放在氣流的出口 處 。第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 (1) cm，而且元器件在印制板上的排列方式 應(yīng) 遵循如下 規(guī)則 ：印制板的熱設(shè)計散熱器通風(fēng)口形式 圖 圖 常 見 的通 風(fēng) 口形式。在機殼上合理地開通 風(fēng) 孔，以加 強 氣流的 對 流換熱 能力。(2)選擇導(dǎo)熱 性能好的材料做機殼，加 強 機箱內(nèi)外表面的 熱傳導(dǎo) 。機殼是接受 設(shè)備 內(nèi)部 熱 量并將其散到周 圍環(huán) 境中去的機械 結(jié) 構(gòu)。機殼自然散熱5.集成電路的散熱第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 圖 當集成 電 路的 熱 流密度超 過 集成電路的散熱措施變壓器的散熱第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 圖 (3)對 有外罩的 變壓 器，除要求外罩與固定面良好接觸外，可將其 墊 高并在固定面上開孔，形成 對 流，如 圖。(1)2)第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 溫度 對變壓 器的影響除降低其使用壽命外， 絕緣 材料的性能也將下降。1)3.叉指形； (d)平板形； (b)常用的散熱器大致有：平板形、平行肋片形、叉指形、星形等，如圖 (a)～ (d)所示。3)對 于工作于真空 環(huán) 境中的半 導(dǎo) 體分立器件，散熱 器 設(shè)計時應(yīng) 以只有 輻 射和 傳導(dǎo) 散 熱為 基 礎(chǔ) 。(6)散 熱 器要 進 行表面 處 理，使其粗糙度適當并使表面呈黑色，以增 強 輻 射 換熱 。(4)散 熱 器上有多個肋片 時 ， 應(yīng)選 用肋片 間距大的散 熱 器。(3)大功率半 導(dǎo) 體分立器件 應(yīng) 裝在散 熱 器上。對 于功率小于 100半導(dǎo)體分立器件散熱的一般考慮常用元器件允許溫度第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 表 因此，通常半 導(dǎo) 體器件的工作溫度不能 過 高，如 鍺 管不超 過 70～ 100℃ ；硅管不超 過 150～ 200℃ 。溫度對半導(dǎo)體分立器件的影響半導(dǎo)體分立器件的散熱措施第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 (6)(5)引 線長 度 應(yīng) 短些，使其和印制 電 路板的接點能起散 熱 作用；但又不能太短，且最好稍彎曲，以允 許熱脹 冷 縮 。功率 電 阻器盡可能安裝在水平位置。不 許 在沒有散 熱 的情況下，將功率 電 阻器直接裝在接 線 端或印制板上。大功率 電 阻器 應(yīng) 安裝在金屬底座上，以便散 熱 。一般情況下， 電 阻是通 過引出 線 的 傳導(dǎo) 和本身的 對 流、 輻 射來散 熱 的。電阻器散熱的一般方法第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 溫度變化同樣會使阻值變化，溫度每升高或降低 10℃ ，其阻值大約變化 1%。如 RTX型碳膜電阻，當環(huán)境溫度為 40℃ 時，允許的使用功率為標稱值的 100%；環(huán)境溫度增至 100℃ 時，允許使用功率僅為標稱值的 20%。溫度對電阻器的影響1.第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 電子設(shè)備工作時，其功率損失一般都以熱能形式散發(fā)出來，尤其是一些耗散功率較大的元器件，如電子管、變壓器、大功率晶體管、大功率電阻等。第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 電子設(shè)備的可靠性防護措施 V，漏 電 流 應(yīng) 小于 10在室溫下分 別對電路每一個 輸 入、 輸 出端的 PN結(jié) 加反向 電壓 ， 觀 察其特性曲 線 有無 顯 示 擊 穿 現(xiàn) 象。(8)3℃ ，各保持 30分 鐘 ， 測試電 參數(shù)。 測試 條件：溫度 為 － 40177。(6)33?℃ ， 時間為 168小 時 或 96小 時 。高溫功率老化。第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 跌落。沿 電 路三個 軸 向，各 試驗 1分 鐘 。 g的 電 路施加外力 5g的 電 路可施加外力 20離心加速度。第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 ℃ 。3～ 125177。溫度循 環(huán) 能 檢驗電 路內(nèi)不同 結(jié) 構(gòu)材料的 熱脹 冷 縮 是否匹配。(2) ℃ 適用于 環(huán) 氧扁平封裝的 電 路，175℃ ， 貯 存 時間為 48小 時 或 96小 時 。貯 存條件：溫度 為 150～ 175177。高溫 貯 存的作用是通 過 高溫加 熱 來加速任何可能 發(fā) 生或存在的表面化學(xué)反 應(yīng) ，使 電 路 穩(wěn) 定，剔除潛在的失效 電 路。(1)半導(dǎo)體集成電路的篩選 檢 漏按技 術(shù) 文件 規(guī) 定 進 行。⑨ 常溫 測試 按技 術(shù) 文件 規(guī) 定 進 行。⑧ 3℃ ，恒溫 時間為 30分 鐘 。低溫 測試 。第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 2℃ ，硅二極管、三極管 為 125177。2℃ ， 鍺 中小功率三極管 為 55177。高溫 測試 。 A時，按額定電流的 ；最大電流大于 1功率老化。 敲擊。3?℃ ～ 125177。2?℃鍺 器件：－ 55177。② 貯 存 時間 ： A級為 48小 時 ， B級為 96小 時 。3?℃ ；鍺二極管、三極管為 100177。貯存溫度：硅二極管為 150177。高溫 貯 存的要求 為 ：(2)第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 ② ① 篩選 程序如下：1)下面 對 半 導(dǎo) 體二極管、三極管和集成 電 路的 篩選 和老化的技 術(shù) 要求作 簡單 介 紹 。因此，凡有 篩選 和老化要求的元器件，在整機裝配前必 須 按照整機 產(chǎn) 品技 術(shù) 要求和有關(guān)技 術(shù)規(guī) 定 進 行 嚴 格的 篩選 和老化。元器件的篩選和老化第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 (6)帶 有密封 結(jié) 構(gòu)的元器件，密封部件是否 損 壞和開裂。膠木件表面是否無裂 紋 、起泡和分 層 。接插件是否插拔自如，插 針 、插孔 鍍層 是否光亮，無明 顯 氧化和沾 污 。第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 (2)元器件外 觀 是否完整無 損 ， 標記 是否清晰，引線 和接 線 端子是否無 銹蝕 和明 顯 氧化。外 觀檢查 的主要內(nèi)容如下：外 觀檢查時 ，首先要 查對 元器件的型號、 規(guī) 格和出廠日期是否符合整機技 術(shù) 條件要求，沒有合格 證 明的元器件不得使用。1.電 子元器件的 質(zhì) 量是 電 子 產(chǎn) 品可靠性的重要保 證 ，因此，在 電 子 設(shè)備 整機裝配前， 應(yīng) 按照整機技 術(shù) 要求對 元器件 進 行 質(zhì) 量 檢驗 和 篩選 ，不符合要求的元器件不得裝入整機。常用元器件的推薦降額范圍第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 表 光電器件的 S為實際耗散功率與 25?℃ 時最大額定功率乘以與最大允許結(jié)溫有關(guān)的修正系數(shù)之比。晶體三極管的 S為實際 功率與 25?℃ 時 的最大 額 定功率之比。不同的半 導(dǎo) 體器件， S的定 義 不一 樣 。半 導(dǎo) 體器件的降 額 系數(shù) S取 ，溫度低于 50℃。需要降 額 的主要參數(shù)是 結(jié) 溫、 電壓 和 電 流。半導(dǎo)體器件降額使用第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 對于固定紙 /塑料薄膜電容器而言，在應(yīng)用時，交流峰值電壓與直流電壓之和不得超過其額定值。電容器的降額使用 電阻器按其功能可分為固定電阻器、電位器、熱敏電阻器等。1.第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 因此 為 了提高元器件可靠性，延 長 其使用壽命，必 須 有意 識 地降低施加在元器件上的工作應(yīng) 力，以使 實際 使用 應(yīng) 力低于其 規(guī) 定的 額 定 應(yīng) 力。電子元器件的降額使用第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 在運算放大器的兩個 輸 入端上外加一直流 補償電壓 ，以使其 輸 出端 為 零 電 位，則 外加的 補償電壓 就是 輸 入失 調(diào)電壓 UOS。(5)由于信號源內(nèi)阻的存在， IOS會引起一 輸 入 電壓變 化，從而破壞運算放大器的平衡，使其 輸 出 電壓值 不 為 零，因此，要求 IOS愈小愈好。輸 入失 調(diào)電 流 IOS。 輸 入偏置 電 流 IB是指運算放大器在沒有 輸 入信號 時 ，流入雙極型晶體管的基極 電 流或 場 效 應(yīng) 晶體管的 柵 極漏 電 流。(3) 共模抑制比 CMRR。開 環(huán)電壓 增益 Aud是指運算放大器 處 于開 環(huán) 狀 態(tài) 并且沒有外部反 饋時 ，其 輸 出 (直流 )電壓 增量與 輸 入 (直流 )差模 電壓 增量之比，即Aud=ΔUo/ΔUi=Uo/Ui。(1)3)數(shù)字集成電路的動態(tài)參數(shù)第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 圖 截止延 遲時間 tfd。導(dǎo) 通延 遲時間 trd。平均 傳輸 延 遲時間 是數(shù)字集成 電 路的一個重要 動態(tài) 參數(shù)。(1)2)第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 V，典型 值為 1關(guān) 門電壓 UOFF是指 輸 出 電壓值下降到 規(guī) 定 值 (即 UON)的 90%時 的 輸 入 電壓 。(6)V。一般 UON應(yīng) 小于或等于 開 門電壓 UON。 IIH應(yīng) 小于 70輸 入漏 電 流 IIH。 IIS應(yīng) 小于 輸 入短路 電 流 IIS。第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 UOL一般 應(yīng) 小于或等于 輸 出低 電 平 UOL。 UOH典型 值約為 輸 出高 電 平 UOH。?TTL“與非門 ”集成電路的主要靜態(tài)參數(shù)集成電路的主要技術(shù)參數(shù)第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 集 射 間 反向 擊 穿 電壓 (UCEO)。集 電 極最大允 許 耗散功率 PCM。第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 集 電 極最大允 許電 流 ICM。交流電流放大系數(shù)包括共發(fā)射極電流放大系數(shù) (β)和共基極電流 放大系數(shù) (α)。(1)半導(dǎo)體三極管的主要技術(shù)參數(shù)第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 最高工作 頻 率 fM。最大反向工作 電壓 指正常工作 時 ，二極管所能承受的反向 電壓 最大 值 。(3)反向 飽 和 電 流主要受溫度影響，該值 越小， 說 明二極管的 單 向 導(dǎo)電 性越好。反向 飽 和 電 流 Is。最大正向 電 流 IF。半導(dǎo)體二極管的主要技術(shù)參數(shù)第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 一般電容器絕緣電阻在 108～ 1010?Ω之間，電容量越大絕緣電阻就越小，所以不能單憑所測絕緣電阻值的大小來衡量電容器的絕緣性能。絕緣電阻。在 選擇電 容器 時 ， 電 容器的耐 壓值應(yīng)該 大于 實際 工作承受的 電壓 ，否 則電 容器中的介 質(zhì) 會被 擊 穿造成 電 容器的 損 壞。耐 壓值 (額 定工作 電壓 )。第 2章 電子設(shè)備的可靠性設(shè)計 電容器標稱容量及允許偏差的基本含義同電阻一樣，標稱容量越大，電容器貯存電荷的能力就越強。(1)電容器的主要技術(shù)參數(shù)溫度系數(shù)越小， 電 阻器的 穩(wěn) 定性就越好。溫度系數(shù)。常用 電 阻器 額 定功率的系列 值 如表 。 電 阻器的 額 定功率是指在正常大氣壓 力及