元器件降額的標準準則介紹

1、降額derating

元器件使用中承受的應力低于其額定值，以達到延緩其參數退化，提高使用可靠性的目的。通常用應力比和環(huán)境溫度來表示。

2、額定值rating

元器件允許的最大使用應力值。

3、應力stress

影響元器件失效率的電、熱、機械等負載。

4、應力比stress ratio

元器件工作應力與額定應力之比。應力比又稱降額因子。

5、降額等級的劃分

通常元器件有一個最佳降額范圍。在此范圍內，元器件工作應力的降低對其失效率的下降有顯著的改善，設備的設計易于實現，且不必在設備的重量、體積、成本方面付出大的代價。

應按設備可靠性要求、設計的成熟性、維修費用和難易程度、安全性要求，以及對設備重量和尺寸的限制等因素，綜合權衡確定其降額等級。在最佳降額范圍內推薦采用三個降額等級。

a.Ⅰ級降額

Ⅰ級降額是最大的降額，對元器件使用可靠性的改善最大。超過它的更大降額，通常對元器件可靠性的提高有限，且可能對設備設計難以實現。

Ⅰ級降額適用于下述情況：設備的失效將導致人員傷亡或裝備與保障設施的嚴重破壞；對設備有高可靠性要求，且采用新技術、新工藝的設計；由于費用和技術原因，設備失效后無法或不宜維修；系統(tǒng)對設備的尺寸、重量有苛刻的限制。

b.Ⅱ級降額

Ⅱ級降額是中等降額，對元器件使用可靠性有明顯改善。Ⅱ級降額在設計上較Ⅰ級降額易于實現。
引起裝備與保障設施的損壞；有高可靠性要求，且采用了某些專門的設計；

需支付較高的維修費用。

c.Ⅲ級降額

Ⅲ級降額是最小的降額，對元器件使用可靠性改善的相對效益最大，但可靠性改善的絕對效果不如Ⅰ級和Ⅱ級降額。Ⅲ級降額在設計上最易實現。

Ⅲ級降額適用于下述情況：設備的失效不會造成人員的傷亡和設施的破壞；設備采用成熟的標準設計；故障設備可迅速、經濟地加以修復；對設備的尺寸、重量無大的限制。

6、不同應用推薦的降額等級

根據4.1條的規(guī)定，對不同應用推薦的降額等級見表1。

表1降額的限度

降額可有效地提高元器件的使用可靠性，但降額是有限度的。通常，超過最佳范圍的更大降額，元器件可靠性改善的相對效益下降，見附錄A（參考件）。而設備的重量、體積和成本卻會有較快的增加。有時過度的降額會使元器件的正常特性發(fā)生變化，甚至有可能找不到滿足設備或電路功能要求的元器件；過度的降額還可能引入元器件新的失效機理，或導致元器件數量不必要的增加，結果反而會使設備的可靠性下降。

7、降額量值的調整

不應將本標準所推薦的降額量值絕對化。降額是多方面因素綜合分析的結果。本標準規(guī)定的降額值考慮了設計的可行性和與可靠性要求相吻合的設計限制。在實際使用中，由于條件的限制，允許降額值作一些變動，即某降額參數可與另一參數彼此綜合調整，但不應輕易改變降額等級（如從Ⅰ級降額變到Ⅱ級降額）。某些情況下，超過本標準規(guī)定的降額量值的選擇可能是合理的，但也應在認真權衡的基礎上作出。還應指出，與本標準規(guī)定的降額量值間的小的偏差，通常對元器件預計的失效率不會有大的影響。

8、確定降額量值的工作基礎

降額量值的工作基礎可分為以下三種情況，在應用中應予以注意：

（1） 對大量使用數據進行過分析，并對元器件的應力與可靠性關系有很好的認識（表2中的A類）；

（2） 供分析的使用數據有限，或結構較復雜。但對元器件的應力與可靠性關系有一定的認識（表2中的B類）；

（3） 由于技術較新，或受到器件所在設備中組合方式的限制，至今尚無降額的應用數據可供參考。但研究了它們的結構和材料，作出降額的工程判斷（表2中的C類）。

9、元器件的質量水平

必須根據產品可靠性要求選用適合質量等級的元器件。不能用降額補償的方法解決低質量元器件的使用問題。

附錄：元器件降額準則一覽表