正確的選擇和使用電子元器件是提高電子整機(jī)技術(shù)性、穩(wěn)定性、可靠性、安全性重要條件。因此,在整機(jī)電路的設(shè)計(jì)過(guò)程中,一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)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(biāo)準(zhǔn)數(shù)十種,選擇哪一種?國(guó)內(nèi)外的大量質(zhì)量案例都反映出此環(huán)節(jié)工作的至關(guān)重要,一旦選用錯(cuò)誤,將產(chǎn)生嚴(yán)重後果。
一、電阻器的測(cè)量要求:
1.環(huán)境溫度:25±2°C或23±2°C。
2.濕度:測(cè)試高阻時(shí)必須控制,一般應(yīng)小於50%,儲(chǔ)存時(shí)相對(duì)濕度應(yīng)小於80%。
3.測(cè)試儀器的精度應(yīng)不超過(guò)被測(cè)電阻器精度的1/10。
4.測(cè)試電壓應(yīng)使用直流電壓,在保證靈敏度的情況下測(cè)試電壓應(yīng)盡量低,時(shí)間應(yīng)盡量短。
5.對(duì)於高阻的電阻器測(cè)量必須注意周?chē)姶艌?chǎng)的影響,測(cè)試夾具中的支撐架要有良好的絕緣及屏蔽性能,測(cè)試儀器還應(yīng)有良好的接地。
二、電阻器選用的三項(xiàng)基本原則:
1.選擇通過(guò)認(rèn)證機(jī)構(gòu)認(rèn)證的生產(chǎn)線(xiàn)制造出的執(zhí)行高水平標(biāo)準(zhǔn)的電阻器。
2.選擇具備功能優(yōu)勢(shì)、質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)、效率優(yōu)勢(shì)、功能價(jià)格比優(yōu)勢(shì)、服務(wù)優(yōu)勢(shì)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(hào)目錄的制造商,并向其直接訂購(gòu)電阻器。
二、在選用電阻器時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題:
1.電阻器的電壓和電流限制
當(dāng)施加到電阻器兩端的電壓增至一定數(shù)值時(shí)會(huì)發(fā)生擊穿現(xiàn)象,導(dǎo)致電阻值不可逆的增大或開(kāi)路,因此必須對(duì)施加的電壓進(jìn)行限制。電阻器的擊穿現(xiàn)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(jù)額定功耗和標(biāo)稱(chēng)阻值確定的電流值為額定電流。
2.電阻器的負(fù)荷功率
電阻器是能量轉(zhuǎn)換元件,在工作時(shí)將電能轉(zhuǎn)變成熱能,在此轉(zhuǎn)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(dāng)溫度變化後電阻值也發(fā)生了變化,當(dāng)溫度恢復(fù)後電阻值也恢復(fù)到原值,此物理變化過(guò)程用溫度系數(shù)來(lái)描述。而不可逆變化指的是當(dāng)溫度變化後電阻值也發(fā)生了變化,當(dāng)溫度恢復(fù)後電阻值不能恢復(fù)原值,此物理過(guò)程用 "老化" 來(lái)描述。電阻器的溫度系數(shù)和老化在一定程度上反映出電阻器的穩(wěn)定性和可靠性,因此,電阻器的電負(fù)荷性能取決於在長(zhǎng)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(shè)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(gòu)成電阻器的基體、保護(hù)層、引出線(xiàn)結(jié)構(gòu)及刻槽質(zhì)量有關(guān)。這些因素的影響是很復(fù)雜的,對(duì)局部過(guò)熱的計(jì)算也是很困難的。
2)電阻體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)上產(chǎn)生不一致性,比如:膜層厚度不均勻?qū)⒃斐呻娮柚捣植疾痪鶆,?dǎo)致負(fù)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(dǎo)致負(fù)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(dǎo)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(hào)的電阻器都通過(guò)試驗(yàn)確定了相應(yīng)的降功耗曲線(xiàn),因此在使用過(guò)程中,必須嚴(yán)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(biāo),隨著尖端技術(shù)的發(fā)展一些復(fù)雜的系統(tǒng)需使用大量的電阻器,因此電阻器的可靠性是保證系統(tǒng)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(biāo)無(wú)從談起,產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)與產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)有重要的不同點(diǎn),技術(shù)指標(biāo)可以用儀器測(cè)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(duì)大量產(chǎn)品長(zhǎng)時(shí)間的試驗(yàn)後方可獲得。
2)可靠性的含義;
產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力稱(chēng)為可靠性。所謂規(guī)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(jī)械環(huán)境工作條件包括負(fù)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(nèi)發(fā)生失效的概率稱(chēng)失效率。
4)質(zhì)量等級(jí)符號(hào);
質(zhì)量等級(jí)符號(hào)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(biāo)、有可靠性指標(biāo)或宇航級(jí)膜。
5)失效規(guī)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(shè)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程中的隱患或產(chǎn)品內(nèi)都存在著缺陷造成,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(jī)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(yàn)認(rèn)為應(yīng)從下述幾方面采取措施:
1)從電阻器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)上考慮,比如對(duì)電阻器的兩個(gè)重要部件之一基體在設(shè)計(jì)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(jié)提出嚴(yán)格的要求。如氧化鋁的含量RJ24、25型為80%、RJK型為96%,實(shí)心結(jié)構(gòu),以上指標(biāo)決定了基體的優(yōu)良結(jié)構(gòu)及導(dǎo)熱特性。
2)嚴(yán)格的按照GJB546A進(jìn)行過(guò)程控制及質(zhì)量控制。對(duì)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(yán)格對(duì)承制方進(jìn)行體系評(píng)定。
3)嚴(yán)格按照國(guó)軍標(biāo)進(jìn)行質(zhì)量一致性檢查及可靠性試驗(yàn)。
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