電子元器件的可靠性

《電子元器件的可靠性》是2014年9月機械工業出版社出版的圖書，作者是王守國。

基本介紹

• 書名：電子元器件的可靠性
• 作者：王守國
• ISBN：9787111471707
• 定價：49元
• 出版社：機械工業出版社
• 出版時間：2014年9月
• 開本：16開

內容簡介

本書從可靠性科學的歷史入手，引出可靠性的概念；然後詳細講解可靠性數學、可靠性試驗等內容；由失效分析引入可靠性物理；然後重點講述了可靠性套用部分，分為電子元器件工程和電路可靠性設計兩大部分；最後討論了可靠性管理。本書的套用部分，立足於目前電子元器件市場，圖文並茂，幫助使用者了解電子元器件的種類、使用特點和可靠性套用等內容，可以幫助讀者安全可靠地使用電子元器件，可作為電子信息類專業的教材，也可為從事電路設計、電器維修和電子元器件銷售等工作的工程師提供參考。

圖書目錄

目錄

前言

第1章　概述1

1.1　可靠性發展階段2

1.1.1　國外可靠性的發展史2

1.1.2　我國可靠性的發展史5

1.1.3　可靠性發展的階段6

1.2　質量觀與可靠性概念6

1.2.1　當代質量觀6

1.2.2　可靠性的定義8

1.2.3　經濟性和安全性10

1.3　可靠性工作概述10

1.3.1　元器件工程10

1.3.2　可靠性的工作內容11

1.3.3　可靠性數學12

1.3.4　可靠性物理13

1.3.5　可靠性工程13

1.3.6　可靠性設計和可靠性預計13

1.3.7　可靠性試驗13

1.3.8　教育交流14

習題14

第2章　電子元器件的可靠性數學15

2.1　可靠性數學的重要性15

2.1.1　可靠性問題的複雜化15

2.1.2　電子元器件失效的機率性16

2.2　可靠性數據的收集16

2.3　可靠性基本術語和主要特徵量18

2.3.1　可靠度R或可靠度函式R(t)18

2.3.2　失效機率或累積失效機率F(t)19

2.3.3　失效率與瞬時失效率λ(t)19

2.3.4　失效密度或失效密度函式f(t)20

2.3.5　壽命21

2.3.6　小結22

2.4　電子元器件的失效規律23

2.4.1　浴盆曲線23

2.4.2　早期失效期23

2.4.3　偶然失效期24

2.4.4　耗損失效期24

2.5　威布爾分布及其機率紙的結構和用法25

2.5.1　威布爾分布函式25

2.5.2　威布爾機率紙28

2.5.3　威布爾機率紙的套用29

2.6　指數分布——偶然失效期的失效分布33

2.7　常態分配或高斯分布34

2.7.1　常態分配規律34

2.7.2　失效率的狀態分布36

2.7.3　常態分配機率紙37

2.8　計算機威布爾機率紙的構造及軟體分析法40

習題43

第3章　可靠性試驗45

3.1　可靠性試驗的意義45

3.1.1　可靠性試驗的目的與內容45

3.1.2　可靠性試驗的分類46

3.1.3　失效判據51

3.1.4　用於可靠性試驗的技術標準53

3.2　抽樣理論及抽樣方法54

3.2.1　抽樣檢驗的理論基礎54

3.2.2　抽樣的特性曲線56

3.2.3　抽樣方案及程式58

3.3　可靠性篩選試驗61

3.3.1　可靠性篩選的種類61

3.3.2　篩選方法的評價62

3.3.3　篩選方法的理論基礎63

3.3.4　常見可靠性篩選試驗的作用原理及條件67

3.3.5　篩選項目及篩選應力的確定原則70

3.3.6　篩選應力大小及篩選時間的確定71

3.3.7　失效模式與篩選試驗方法的關係72

3.3.8　典型產品可靠性篩選方案74

3.4　失效分布類型的檢驗76

3.4.1　分布擬合流程76

3.4.2　χ2檢驗法77

3.4.3　K-S檢驗法79

3.5　指數分布情況的壽命試驗81

3.5.1　試驗方案的確定81

3.5.2　壽命試驗數據的統計分析——點估計和區間估計84

3.6　恆定應力加速壽命試驗90

3.6.1　加速壽命試驗的提出90

3.6.2　加速壽命試驗的理論基礎91

3.6.3　加速壽命試驗方案的考慮94

3.6.4　加速壽命試驗的數據處理95

3.6.5　加速係數的確定99

3.7　電子元器件失效率鑑定試驗100

3.7.1　置信度與失效率100

3.7.2　試驗方案的要求101

3.7.3　失效率試驗程式102

習題106

第4章　可靠性物理107

4.1　失效物理的基礎概念107

4.1.1　失效物理的目標和作用107

4.1.2　材料的結構、應力和失效108

4.2　失效物理模型和套用111

4.2.1　失效物理模型111

4.2.2　失效物理的套用115

4.3　氧化層中的電荷117

4.3.1　電荷的性質與來源117

4.3.2　對可靠性的影響118

4.3.3　減少氧化層電荷的措施120

4.4　熱載流子效應120

4.4.1　熱載流子效應對器件性能的影響120

4.4.2　電荷汞技術122

4.4.3　退化量的表征124

4.4.4　影響因素124

4.4.5　改進措施125

4.5　柵氧擊穿125

4.5.1　擊穿情況125

4.5.2　擊穿機理127

4.5.3　擊穿的數學模型與模擬128

4.5.4　薄柵氧化層與高電場有關的物理/統計模型128

4.5.5　改進措施130

4.6　電遷移130

4.6.1　電遷移原理130

4.6.2　影響因素132

4.6.3　失效模式133

4.6.4　抗電遷移措施134

4.6.5　鋁膜的再構134

4.6.6　應力遷移135

4.7　與鋁有關的界面效應135

4.7.1　鋁與二氧化矽135

4.7.2　鋁與矽136

4.7.3　金與鋁138

4.8　熱電效應138

4.8.1　熱阻138

4.8.2　熱應力139

4.8.3　熱穩定因子140

4.8.4　二次擊穿141

4.9　CMOS電路的閂鎖效應142

4.9.1　物理過程142

4.9.2　檢測方法143

4.9.3　抑制閂鎖效應的方法144

4.10　靜電放電損傷145

4.10.1　靜電的來源145

4.10.2　損傷機理與部位146

4.10.3　靜電損傷模式146

4.10.4　靜電損傷模型及靜電損傷靈敏度147

4.10.5　防護措施148

4.11　輻射損傷148

4.11.1　輻射來源148

4.11.2　輻照效應149

4.11.3　核電磁脈衝損傷150

4.11.4　抗核加固150

4.12　軟誤差150

4.12.1　產生機理150

4.12.2　臨界電荷151

4.12.3　改進措施151

4.13　水汽的危害152

4.13.1　水汽的來源與作用152

4.13.2　鋁布線的腐蝕152

4.13.3　外引線的鏽蝕153

4.13.4　電特性退化153

4.13.5　防止腐蝕和性能退化的改進措施154

4.14　失效分析方法154

4.14.1　失效分析的目的和內容154

4.14.2　失效分析程式和失效分析的一般原則155

4.14.3　常用微觀分析設備概述158

4.14.4　電子元器件的失效機理與分析160

習題161

第5章　基礎元器件的可靠性162

5.1　電阻器和電位器、保險電阻的可靠性162

5.1.1　電阻器162

5.1.2　電位器168

5.1.3　熔斷電阻器171

5.1.4　電阻器與電位器的可靠性設計172

5.1.5　電阻器與電位器的失效機理與分析173

5.2　電容器的可靠性180

5.2.1　按材料分類的常見電容器180

5.2.2　按結構、容值變化等分類的常見電容器188

5.2.3　可靠性套用190

5.2.4　電容器的可靠性設計193

5.2.5　電容器的失效機理與分析194

5.3　連線類器件的可靠性201

5.3.1　連線器202

5.3.2　繼電器205

5.3.3　連線類器件的失效機理與分析209

5.4　磁性元件的可靠性215

5.4.1　磁性材料及其套用215

5.4.2　電感器217

5.4.3　變壓器218

5.4.4　微特電機219

5.4.5　磁性元件的失效機理與分析222

習題225

第6章　特殊元器件和非工作環節的可靠性226

6.1　化學、物理電源的可靠性226

6.1.1　化學電源226

6.1.2　物理電源235

6.1.3　化學、物理電源的可靠性設計240

6.1.4　電池的可靠性測試243

6.1.5　可靠性套用246

6.1.6　鋰離子電池失效分析250

6.2　電路中的防護元件252

6.2.1　瞬變電壓抑制二極體252

6.2.2　壓敏電阻器254

6.2.3　鐵氧體磁珠257

6.2.4　PTC和NTC熱敏電阻器258

6.2.5　電花隙防護器262

6.2.6　避雷器263

6.3　電子元器件安裝的可靠性266

6.3.1　引線成形與切斷266

6.3.2　在印製電路板上安裝器件267

6.3.3　焊接268

6.3.4　器件在整機系統中的布局269

6.4　電子元器件運輸、儲存和測量的可靠性270

6.4.1　運輸270

6.4.2　儲存271

6.4.3　測量271

6.4.4　舉例272

習題272

第7章　電子元器件的可靠性套用273

7.1　防浪涌套用273

7.1.1　浪涌過電應力的來源273

7.1.2　電路防護設計275

7.1.3　TTL電路防浪涌干擾276

7.2　防噪聲套用278

7.2.1　接地不良引入的噪聲278

7.2.2　靜電耦合和電磁耦合產生的噪聲280

7.2.3　串擾引入的噪聲281

7.3　抗輻射套用281

7.3.1　抗輻射加固電子系統的器件選擇281

7.3.2　系統設計中的抗輻射措施283

7.4　防靜電套用284

7.4.1　器件使用環境的防靜電措施284

7.4.2　器件使用者的防靜電措施286

7.4.3　器件包裝、運送和儲存過程中的防靜電措施288

7.5　電子元器件在電路板中的可靠性布局289

7.5.1　電磁兼容性設計289

7.5.2　接地設計291

7.5.3　熱設計291

7.6　電子元器件在電路設計中的可靠性套用原則293

7.6.1　電路簡化套用原則293

7.6.2　降額套用原則296

7.6.3　冗餘套用原則297

7.6.4　靈敏度套用原則299

7.6.5　最壞情況套用原則300

習題301

第8章　可靠性管理302

8.1　產品的可靠性管理303

8.1.1　可靠性計畫303

8.1.2　設計階段的可靠性管理304

8.2　生產的可靠性管理307

8.2.1　組織與人員管理307

8.2.2　材料及外協加工件管理308

8.2.3　儀器設備管理309

8.2.4　設計、工藝及工藝控制管理310

8.2.5　檔案、記錄與信息管理311

8.2.6　試驗評價與失效分析管理311

8.3　可靠性保證311

8.3.1　可靠性數據資料管理312

8.3.2　可靠性監督和保證體系313

8.3.3　組織保證313

8.3.4　標準化保證314

8.3.5　計量工作保證314

習題314

附錄　K-S檢驗的臨界值Dn,α315

參考文獻316