電子元器件可靠性 王守國(guó)
定 價(jià):79 元
叢書名:先進(jìn)半導(dǎo)體產(chǎn)教融合叢書
電子元器件是電子電路和設(shè)備的組成基礎(chǔ),其良好的性能參數(shù)和可靠性決定高層系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)及穩(wěn)定工作。電子元器件工程種類繁多,是一項(xiàng)包含研發(fā)、生產(chǎn)、使用的復(fù)雜工程。本書從可靠性科學(xué)的發(fā)展入手,引出可靠性的概念,然后詳細(xì)討論可靠性數(shù)學(xué)、可靠性試驗(yàn)等內(nèi)容,由失效分析引出電子元器件的可靠性物理,接下來重點(diǎn)論述電子元器件工程的內(nèi)容和電子元器件在電路中的可靠性應(yīng)用兩大部分,然后講述可靠性管理,最后給出目前可靠性應(yīng)用的實(shí)例。本書的理論內(nèi)容立足于專業(yè)基礎(chǔ),包括半導(dǎo)體物理、理論物理等,并結(jié)合數(shù)理統(tǒng)計(jì)等數(shù)學(xué)工具,能夠?yàn)閺氖码娮釉骷煽啃韵嚓P(guān)工作的科研人員提供參考;本書的應(yīng)用部分,兼具實(shí)用性強(qiáng)和時(shí)效性強(qiáng)的特點(diǎn),立足于目前電子元器件市場(chǎng),圖文并茂,使讀者了解電子元器件的種類、使用特點(diǎn)和可靠性應(yīng)用等內(nèi)容,并學(xué)會(huì)如何安全可靠地使用電子元器件;本書是高等院校電子信息類專業(yè)的教材,也可為從事電路設(shè)計(jì)、電器維修和電子元器件銷售等工作的工程行業(yè)從業(yè)人員提供幫助。
本書的理論內(nèi)容立足于專業(yè)基礎(chǔ),包括半導(dǎo)體物理、理論物理結(jié)合數(shù)量統(tǒng)計(jì)等數(shù)學(xué)基礎(chǔ),能夠?yàn)閺氖麓斯ぷ鞯目蒲腥藛T提供參考;本書的應(yīng)用部分,使用性強(qiáng),立足于目前電子元器件市場(chǎng),圖文并茂,幫助使用者了解電子元器件的種類、使用特點(diǎn)和可靠性應(yīng)用等內(nèi)容,可以幫助讀者安全可靠地使用電子元器件,為從事電路設(shè)計(jì)、電器維修和電子元器件銷售等工作的工程師提供參考書。
隨著新的應(yīng)用領(lǐng)域和場(chǎng)景不斷涌現(xiàn)并快速演化,電子元器件行業(yè)在過去十年發(fā)展迅速,如今,我國(guó)已經(jīng)成為全球重要的新能源汽車電池、手機(jī)和家用電器等消費(fèi)電子產(chǎn)品的重要生產(chǎn)基地。為了使學(xué)習(xí)電子元器件可靠性的讀者了解當(dāng)下最熱門的可靠性應(yīng)用領(lǐng)域:新能源汽車電池、IC卡和AI芯片,以及了解電子元器件用于這些新場(chǎng)景的可靠性問題,編者在編寫本書時(shí),加入了這些新領(lǐng)域的可靠性應(yīng)用實(shí)例。本書共9章:第1章從可靠性科學(xué)的發(fā)展入手,引出可靠性的概念;第2章詳細(xì)講解了可靠性數(shù)學(xué),重點(diǎn)討論了威布爾分布規(guī)律及其應(yīng)用方法;第3章討論了抽樣理論、篩選試驗(yàn)、壽命試驗(yàn)等內(nèi)容;第4章由失效分析引入可靠性物理,建立電子元器件失效的物理機(jī)理;第5章對(duì)電阻器、電容器、連接類器件、磁性元件等的可靠性進(jìn)行了介紹和分析;第6章給出了化學(xué)電源和物理電源、防護(hù)元件的可靠性及電子元器件在安裝、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和測(cè)量等方面的可靠性問題;第7章講述了電子元器件在電路中遇到的各種應(yīng)力,如浪涌、噪聲、輻射和靜電等,然后給出電路板中電子元器件的布局原則,最后討論提高電子元器件在電路中可靠性應(yīng)用的方法;第8章介紹可靠性管理、可靠性生產(chǎn)、可靠性保證等內(nèi)容;第9章通過應(yīng)用實(shí)例,講述新能源汽車電池、IC卡和AI芯片的可靠性問題。本書是高等院校電子信息類專業(yè)的教材。本書希望為從事可靠性工作的科研人員,以及為從事電路設(shè)計(jì)、電器維修和電子元器件銷售等工作的工程行業(yè)從業(yè)人員提供學(xué)習(xí)電子元器件的基本知識(shí)、使用特點(diǎn)和可靠性應(yīng)用等內(nèi)容,使讀者通過學(xué)習(xí)如何安全可靠地使用電子元器件,了解電子元器件在新應(yīng)用領(lǐng)域的可靠性知識(shí),跟上時(shí)代的發(fā)展步伐。鑒于編者水平有限,書中難免存在疏漏之處,歡迎廣大讀者提出寶貴的意見和建議。王守國(guó)2024年12月
王守國(guó),1994年本科畢業(yè)于西北大學(xué),后攻讀碩士和博士,畢業(yè)后留校西北大學(xué)工作至今,任電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教師,先后主講《半導(dǎo)體陶瓷材料與器件》《微電子器件與電路可靠性》《MOS器件原理》《模擬集成電路設(shè)計(jì)》等課程。本書的作者具有從事電子元器件工程項(xiàng)目20多年的工作經(jīng)驗(yàn),熟悉本專業(yè)工程的特點(diǎn),具有大量的一手資料和實(shí)物。
前言第1章概述11.1可靠性發(fā)展11.1.1國(guó)外可靠性發(fā)展11.1.2我國(guó)可靠性發(fā)展41.1.3可靠性發(fā)展的階段51.2質(zhì)量觀與可靠性概念51.2.1當(dāng)代質(zhì)量觀51.2.2可靠性的定義61.2.3經(jīng)濟(jì)性和安全性81.3可靠性工作的內(nèi)容91.3.1元器件工程91.3.2可靠性工作內(nèi)容91.3.3可靠性數(shù)學(xué)101.3.4可靠性物理111.3.5可靠性工程111.3.6可靠性設(shè)計(jì)和可靠性預(yù)計(jì)121.3.7可靠性試驗(yàn)121.3.8教育交流12習(xí)題12第2章可靠性數(shù)學(xué)132.1可靠性數(shù)學(xué)的重要性132.1.1可靠性問題的復(fù)雜化132.1.2電子元器件失效的概率性142.2可靠性數(shù)據(jù)的收集142.3可靠性基本術(shù)語和主要特征量162.3.1可靠度R或可靠度函數(shù)R(t)162.3.2失效概率或累積失效概率F(t)162.3.3失效率與瞬時(shí)失效率λ(t)172.3.4失效密度或失效密度函數(shù)f(t)182.3.5壽命182.3.6總結(jié)202.4電子元器件的失效規(guī)律202.4.1浴盆曲線202.4.2早期失效期212.4.3偶然失效期212.4.4耗損失效期212.5威布爾分布及其概率紙的結(jié)構(gòu)和用法222.5.1威布爾分布函數(shù)222.5.2威布爾概率紙262.5.3威布爾概率紙的應(yīng)用272.6指數(shù)分布偶然失效期的失效分布322.7正態(tài)分布或高斯分布332.7.1正態(tài)分布規(guī)律332.7.2失效率的狀態(tài)分布332.7.3正態(tài)分布概率紙352.8計(jì)算機(jī)威布爾概率紙的構(gòu)造及軟件分析法38習(xí)題41第3章可靠性試驗(yàn)433.1可靠性試驗(yàn)的意義433.1.1可靠性試驗(yàn)的目的與內(nèi)容433.1.2可靠性試驗(yàn)的分類443.1.3用于可靠性試驗(yàn)的失效判據(jù)493.1.4用于可靠性試驗(yàn)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)503.2抽樣理論及抽樣方法513.2.1抽樣檢驗(yàn)的理論基礎(chǔ)523.2.2抽樣的特性曲線543.2.3抽樣方案及程序553.3可靠性篩選試驗(yàn)593.3.1可靠性篩選的種類593.3.2篩選方法的評(píng)價(jià)603.3.3篩選方法的理論基礎(chǔ)613.3.4幾種常見可靠性篩選試驗(yàn)的作用原理及條件653.3.5篩選項(xiàng)目及篩選應(yīng)力的確定原則673.3.6篩選應(yīng)力大小及篩選時(shí)間的確定683.3.7失效模式與篩選試驗(yàn)方法的關(guān)系693.3.8幾種典型產(chǎn)品的可靠性篩選方案介紹713.4失效分布類型的檢驗(yàn)733.4.1分布擬合流程733.4.22檢驗(yàn)法743.4.3K-S檢驗(yàn)法753.5指數(shù)分布情況的壽命試驗(yàn)773.5.1試驗(yàn)方案的確定783.5.2壽命試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析點(diǎn)估計(jì)和區(qū)間估計(jì)813.6恒定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)863.6.1加速壽命試驗(yàn)的提出863.6.2加速壽命試驗(yàn)的理論基礎(chǔ)873.6.3加速壽命試驗(yàn)方案的考慮903.6.4加速壽命試驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理913.6.5加速系數(shù)的確定963.7電子元器件失效率鑒定試驗(yàn)973.7.1置信度與失效率973.7.2試驗(yàn)方案的要求973.7.3失效率試驗(yàn)程序98習(xí)題102第4章可靠性物理1034.1失效物理的基礎(chǔ)概念1034.1.1失效物理的目標(biāo)和作用1034.1.2材料的結(jié)構(gòu)、應(yīng)力和失效1044.2失效物理模型和應(yīng)用1074.2.1失效物理模型1074.2.2失效物理的應(yīng)用1104.3氧化層中的電荷1124.3.1電荷的性質(zhì)與來源1124.3.2對(duì)可靠性的影響1144.3.3降低氧化層電荷的措施1154.4熱載流子效應(yīng)1154.4.1熱載流子效應(yīng)對(duì)器件性能的影響1154.4.2電荷泵技術(shù)1174.4.3退化量的表征1194.4.4影響因素1194.4.5改進(jìn)措施1204.5柵氧擊穿1204.5.1擊穿情況1204.5.2擊穿機(jī)理1224.5.3擊穿的數(shù)學(xué)模型與模擬1234.5.4薄柵氧化層與高場(chǎng)有關(guān)的物理/統(tǒng)計(jì)模型1234.5.5改進(jìn)措施1254.6電遷移1254.6.1電遷移原理1254.6.2影響因素1274.6.3失效模式1284.6.4抗電遷移措施1294.6.5鋁膜的再構(gòu)1294.6.6應(yīng)力遷移1294.7與鋁有關(guān)的界面效應(yīng)1304.7.1鋁與二氧化硅1304.7.2鋁與硅1304.7.3金與鋁1324.8熱電效應(yīng)1334.8.1熱阻1334.8.2熱應(yīng)力1344.8.3熱穩(wěn)定因子1344.8.4二次擊穿1364.9CMOS電路的閂鎖效應(yīng)1364.9.1物理過程1374.9.2檢測(cè)方法1384.9.3抑制閂鎖效應(yīng)的方法1384.10靜電放電損傷1394.10.1靜電的來源1404.10.2損傷機(jī)理與部位1404.10.3靜電損傷模式1404.10.4靜電損傷模型及靜電損傷靈敏度1414.10.5防護(hù)措施1424.11輻射損傷1424.11.1輻射來源1424.11.2輻照效應(yīng)1434.11.3核電磁脈沖損傷1434.11.4抗核加固1444.12軟誤差1444.12.1產(chǎn)生機(jī)理1444.12.2臨界電荷1454.12.3改進(jìn)措施1454.13水汽的危害1464.13.1水汽的來源與作用1464.13.2鋁布線的腐蝕1464.13.3外引線的銹蝕1474.13.4電特性退化1474.13.5改進(jìn)措施1474.14失效分析方法1484.14.1失效分析的目的和內(nèi)容1484.14.2失效分析程序和失效分析的一般原則1494.14.3常用微觀分析設(shè)備概述1524.14.4電子元器件的失效機(jī)理及其分析簡(jiǎn)述154習(xí)題155第5章基礎(chǔ)元器件的可靠性1565.1電阻器和電位器、保險(xiǎn)電阻的可靠性1565.1.1電阻器1565.1.2電位器1625.1.3熔斷電阻器1645.1.4電阻器與電位器的可靠性設(shè)計(jì)1655.1.5電阻器與電位器的失效機(jī)理與分析1675.2電容器的可靠性1735.2.1常用的電容器1735.2.2可靠性應(yīng)用1845.2.3電容器的可靠性設(shè)計(jì)1875.2.4電容器的失效機(jī)理與分析1885.3連接類器件的可靠性1955.3.1連接器1955.3.2繼電器1985.3.3連接類器件的失效機(jī)理與