正確的選擇和使用電子元器件是提高電子整機技術(shù)性、穩定性、可靠性、安全性重要條件。因此,在整機電路的設計過(guò)程中,一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節就是元件的選擇,制造商千百家,選擇哪一家?元件千百類(lèi),選擇哪一類(lèi)?元件標準數十種,選擇哪一種?國內外的大量質(zhì)量案例都反映出此環(huán)節工作的至關(guān)重要,一旦選用錯誤,將產(chǎn)生嚴重後果。
一、電阻器的測量要求:
1.環(huán)境溫度:25±2°C或23±2°C。
2.濕度:測試高阻時(shí)必須控制,一般應小於50%,儲存時(shí)相對濕度應小於80%。
3.測試儀器的精度應不超過(guò)被測電阻器精度的1/10。
4.測試電壓應使用直流電壓,在保證靈敏度的情況下測試電壓應盡量低,時(shí)間應盡量短。
5.對於高阻的電阻器測量必須注意周?chē)姶艌?chǎng)的影響,測試夾具中的支撐架要有良好的絕緣及屏蔽性能,測試儀器還應有良好的接地。
二、電阻器選用的三項基本原則:
1.選擇通過(guò)認證機構認證的生產(chǎn)線(xiàn)制造出的執行高水平標準的電阻器。
2.選擇具備功能優(yōu)勢、質(zhì)量?jì)?yōu)勢、效率優(yōu)勢、功能價(jià)格比優(yōu)勢、服務(wù)優(yōu)勢的制造商生產(chǎn)的電阻器。
3.選擇能滿(mǎn)足上述要求的上型號目錄的制造商,并向其直接訂購電阻器。
二、在選用電阻器時(shí)應注意的幾個(gè)問(wèn)題:
1.電阻器的電壓和電流限制
當施加到電阻器兩端的電壓增至一定數值時(shí)會(huì )發(fā)生擊穿現象,導致電阻值不可逆的增大或開(kāi)路,因此必須對施加的電壓進(jìn)行限制。電阻器的擊穿現象發(fā)生在兩引出線(xiàn)之間或螺旋槽之間,引出線(xiàn)之間的擊穿電壓取決於引出線(xiàn)之間的距離、形狀和環(huán)境大氣壓力的大小。電阻器槽間的擊穿電壓取決於槽寬、刻槽質(zhì)量及涂敷絕緣材料的耐壓性能。根據額定功耗和標稱(chēng)阻值確定的電流值為額定電流。
2.電阻器的負荷功率
電阻器是能量轉換元件,在工作時(shí)將電能轉變成熱能,在此轉換過(guò)程中,自身溫度升高,周?chē)鷾囟纫搽S之增高,此過(guò)程引起電阻器性能的可逆性變化和不可逆性變化,所謂可逆性變化指的是當溫度變化後電阻值也發(fā)生了變化,當溫度恢復後電阻值也恢復到原值,此物理變化過(guò)程用溫度系數來(lái)描述。而不可逆變化指的是當溫度變化後電阻值也發(fā)生了變化,當溫度恢復後電阻值不能恢復原值,此物理過(guò)程用 "老化" 來(lái)描述。電阻器的溫度系數和老化在一定程度上反映出電阻器的穩定性和可靠性,因此,電阻器的電負荷性能取決於在長(cháng)期工作時(shí)的容許發(fā)熱溫度。
1)電阻體的不均勻發(fā)熱
上討論是假設電阻器各部均勻發(fā)熱的情況,實(shí)際上各部分發(fā)熱溫度是不均勻的,它與構成電阻器的基體、保護層、引出線(xiàn)結構及刻槽質(zhì)量有關(guān)。這些因素的影響是很復雜的,對局部過(guò)熱的計算也是很困難的。
2)電阻體結構不均勻發(fā)熱
各種類(lèi)型的電阻器在制造過(guò)程中由於工藝因素或其它因素不可避免的在結構上產(chǎn)生不一致性,比如:膜層厚度不均勻將造成電阻值分布不均勻,導致負荷分布不均勻,形成局部過(guò)熱。電阻膜存在缺陷將造成局部電阻值分布不均勻,導致負荷分布不均勻,形成局部過(guò)熱。在制造過(guò)程中如果膜受到?jīng)_擊也會(huì )形成缺陷,最終導致局部過(guò)熱。
3)降額
為了保證電阻器的正常工作,各種型號的電阻器都通過(guò)試驗確定了相應的降功耗曲線(xiàn),因此在使用過(guò)程中,必須嚴格按照降功耗曲線(xiàn)使用電阻器。額定溫度:容許施加額定功耗時(shí)的最高環(huán)境溫度。
3.電阻器的可靠性
可靠性是電阻器的一個(gè)重要指標,隨著(zhù)尖端技術(shù)的發(fā)展一些復雜的系統需使用大量的電阻器,因此電阻器的可靠性是保證系統正常工作的重要因素。
1)技術(shù)性能與可靠性;
產(chǎn)品的技術(shù)性能與可靠性是兩個(gè)不同的概念。技術(shù)性能是指完成特定功能所具備能力,不講產(chǎn)品的可靠性,其技術(shù)指標無(wú)從談起,產(chǎn)品的可靠性指標與產(chǎn)品的技術(shù)指標有重要的不同點(diǎn),技術(shù)指標可以用儀器測試來(lái)檢查,而產(chǎn)品的可靠性不能用儀器檢查,而是通過(guò)對大量產(chǎn)品長(cháng)時(shí)間的試驗後方可獲得。
2)可靠性的含義;
產(chǎn)品在規定的條件下和規定的時(shí)間內完成規定功能的能力稱(chēng)為可靠性。所謂規定條件是指產(chǎn)品所處的環(huán)境條件和工作條件,同一產(chǎn)品在不同條件下工作其可靠性亦不同,環(huán)境條件包括氣候條件機械環(huán)境工作條件包括負荷大小和工作方式。
3)失效率;
產(chǎn)品工作到某時(shí)刻後,單位時(shí)間內發(fā)生失效的概率稱(chēng)失效率。
4)質(zhì)量等級符號;
質(zhì)量等級符號按下表用一個(gè)字母表示,不同的字母分別表示無(wú)可靠性指標、有可靠性指標或宇航級膜。
5)失效規律;
許多電子元件曲線(xiàn)成浴盆形狀,可以分成三個(gè)階段。
早期階段:失效率高,由電阻器在設計生產(chǎn)過(guò)程中的隱患或產(chǎn)品內都存在著(zhù)缺陷造成,通過(guò)質(zhì)量控制、工藝篩選可以篩除。
偶然階段:失效的發(fā)生往往帶有隨機性。失效率低,良好的工作階段。
耗損階段:使用後期因老化失效率增加。
6)提高電阻器可靠性的具體措施:
主要失效模式阻值漂移、開(kāi)路、斷裂、掉帽、斷引線(xiàn)。如何提高產(chǎn)品的可靠性呢,我公司經(jīng)驗認為應從下述幾方面采取措施:
1)從電阻器的結構設計和工藝設計上考慮,比如對電阻器的兩個(gè)重要部件之一基體在設計時(shí)從物理性能、化學(xué)性能、表面狀態(tài)、外形尺寸四個(gè)環(huán)節提出嚴格的要求。如氧化鋁的含量RJ24、25型為80%、RJK型為96%,實(shí)心結構,以上指標決定了基體的優(yōu)良結構及導熱特性。
2)嚴格的按照GJB546A進(jìn)行過(guò)程控制及質(zhì)量控制。對於重點(diǎn)工程用特殊電阻器在制造過(guò)程中逐個(gè)建立技術(shù)檔案,確保產(chǎn)品質(zhì)量的可追溯性,嚴格對承制方進(jìn)行體系評定。
3)嚴格按照國軍標進(jìn)行質(zhì)量一致性檢查及可靠性試驗。
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