电子元器件是电子电路和设备的组成基础，其良好的性能参数和可靠性决定高层系统的功能实现及稳定工作。电子元器件工程种类繁多，是一项包含研发、生产、使用的复杂工程。 本书从可靠性科学的发展入手，引出可靠性的概念，然后详细讨论可靠性数学、可靠性试验等内容，由失效分析引出电子元器件的可靠性物理，接下来重点论述电子元器件工程的内容和电子元器件在电路中的可靠性应用两大部分，然后讲述可靠性管理，最后给出目前可靠性应用的实例。 本书的理论内容立足于专业基础，包括半导体物理、理论物理等，并结合数理统计等数学工具，能够为从事电子元器件可靠性相关工作的科研人员提供参考；本书的应用部分，兼具实用性强和时效性强的特点，立足于目前电子元器件市场，图文并茂，使读者了解电子元器件的种类、使用特点和可靠性应用等内容，并学会如何安全可靠地使用电子元器件；本书是高等院校电子信息类专业的教材，也可为从事电路设计、电器维修和电子元器件销售等工作的工程行业从业人员提供帮助。

王守国，1994年本科毕业于西北大学，后攻读硕士和博士，毕业后留校西北大学工作至今，任电子科学与技术专业教师，先后主讲《半导体陶瓷材料与器件》《微电子器件与电路可靠性》《MOS器件原理》《模拟集成电路设计》等课程。本书的作者具有从事电子元器件工程项目20多年的工作经验，熟悉本专业工程的特点，具有大量的一手资料和实物。

前言
第1章概述1
1.1可靠性发展1
1.1.1国外可靠性发展1
1.1.2我国可靠性发展4
1.1.3可靠性发展的阶段5
1.2质量观与可靠性概念5
1.2.1当代质量观5
1.2.2可靠性的定义6
1.2.3经济性和安全性8
1.3可靠性工作的内容9
1.3.1元器件工程9
1.3.2可靠性工作内容9
1.3.3可靠性数学10
1.3.4可靠性物理11
1.3.5可靠性工程11
1.3.6可靠性设计和可靠性预计12
1.3.7可靠性试验12
1.3.8教育交流12
习题12
第2章可靠性数学13
2.1可靠性数学的重要性13
2.1.1可靠性问题的复杂化13
2.1.2电子元器件失效的概率性14
2.2可靠性数据的收集14
2.3可靠性基本术语和主要特征量16
2.3.1可靠度R或可靠度函数R(t)16
2.3.2失效概率或累积失效概率F(t)16
2.3.3失效率与瞬时失效率λ(t)17
2.3.4失效密度或失效密度函数f(t)18
2.3.5寿命18
2.3.6总结20
2.4电子元器件的失效规律20
2.4.1浴盆曲线20
2.4.2早期失效期21
2.4.3偶然失效期21
2.4.4耗损失效期21
2.5威布尔分布及其概率纸的结构和用法22
2.5.1威布尔分布函数22
2.5.2威布尔概率纸26
2.5.3威布尔概率纸的应用27
2.6指数分布——偶然失效期的失效分布32
2.7正态分布或高斯分布33
2.7.1正态分布规律33
2.7.2失效率的状态分布33
2.7.3正态分布概率纸35
2.8计算机威布尔概率纸的构造及软件分析法38
习题41
第3章可靠性试验43
3.1可靠性试验的意义43
3.1.1可靠性试验的目的与内容43
3.1.2可靠性试验的分类44
3.1.3用于可靠性试验的失效判据49
3.1.4用于可靠性试验的技术标准50
3.2抽样理论及抽样方法51
3.2.1抽样检验的理论基础52
3.2.2抽样的特性曲线54
3.2.3抽样方案及程序55
3.3可靠性筛选试验59
3.3.1可靠性筛选的种类59
3.3.2筛选方法的评价60
3.3.3筛选方法的理论基础61
3.3.4几种常见可靠性筛选试验的作用原理及条件65
3.3.5筛选项目及筛选应力的确定原则67
3.3.6筛选应力大小及筛选时间的确定68
3.3.7失效模式与筛选试验方法的关系69
3.3.8几种典型产品的可靠性筛选方案介绍71
3.4失效分布类型的检验73
3.4.1分布拟合流程73
3.4.2χ2检验法74
3.4.3K-S检验法75
3.5指数分布情况的寿命试验77
3.5.1试验方案的确定78
3.5.2寿命试验数据的统计分析——点估计和区间估计81
3.6恒定应力加速寿命试验86
3.6.1加速寿命试验的提出86
3.6.2加速寿命试验的理论基础87
3.6.3加速寿命试验方案的考虑90
3.6.4加速寿命试验的数据处理91
3.6.5加速系数的确定96
3.7电子元器件失效率鉴定试验97
3.7.1置信度与失效率97
3.7.2试验方案的要求97
3.7.3失效率试验程序98
习题102
第4章可靠性物理103
4.1失效物理的基础概念103
4.1.1失效物理的目标和作用103
4.1.2材料的结构、应力和失效104
4.2失效物理模型和应用107
4.2.1失效物理模型107
4.2.2失效物理的应用110
4.3氧化层中的电荷112
4.3.1电荷的性质与来源112
4.3.2对可靠性的影响114
4.3.3降低氧化层电荷的措施115
4.4热载流子效应115
4.4.1热载流子效应对器件性能的影响115
4.4.2电荷泵技术117
4.4.3退化量的表征119
4.4.4影响因素119
4.4.5改进措施120
4.5栅氧击穿120
4.5.1击穿情况120
4.5.2击穿机理122
4.5.3击穿的数学模型与模拟123
4.5.4薄栅氧化层与高场有关的物理/统计模型123
4.5.5改进措施125
4.6电迁移125
4.6.1电迁移原理125
4.6.2影响因素127
4.6.3失效模式128
4.6.4抗电迁移措施129
4.6.5铝膜的再构129
4.6.6应力迁移129
4.7与铝有关的界面效应130
4.7.1铝与二氧化硅130
4.7.2铝与硅130
4.7.3金与铝132
4.8热电效应133
4.8.1热阻133
4.8.2热应力134
4.8.3热稳定因子134
4.8.4二次击穿136
4.9CMOS电路的闩锁效应136
4.9.1物理过程137
4.9.2检测方法138
4.9.3抑制闩锁效应的方法138
4.10静电放电损伤139
4.10.1静电的来源140
4.10.2损伤机理与部位140
4.10.3静电损伤模式140
4.10.4静电损伤模型及静电损伤灵敏度141
4.10.5防护措施142
4.11辐射损伤142
4.11.1辐射来源142
4.11.2辐照效应143
4.11.3核电磁脉冲损伤143
4.11.4抗核加固144
4.12软误差144
4.12.1产生机理144
4.12.2临界电荷145
4.12.3改进措施145
4.13水汽的危害146
4.13.1水汽的来源与作用146
4.13.2铝布线的腐蚀146
4.13.3外引线的锈蚀147
4.13.4电特性退化147
4.13.5改进措施147
4.14失效分析方法148
4.14.1失效分析的目的和内容148
4.14.2失效分析程序和失效分析的一般原则149
4.14.3常用微观分析设备概述152
4.14.4电子元器件的失效机理及其分析简述154
习题155
第5章基础元器件的可靠性156
5.1电阻器和电位器、保险电阻的可靠性156
5.1.1电阻器156
5.1.2电位器162
5.1.3熔断电阻器164
5.1.4电阻器与电位器的可靠性设计165
5.1.5电阻器与电位器的失效机理与分析167
5.2电容器的可靠性173
5.2.1常用的电容器173
5.2.2可靠性应用184
5.2.3电容器的可靠性设计187
5.2.4电容器的失效机理与分析188
5.3连接类器件的可靠性195
5.3.1连接器195
5.3.2继电器198
5.3.3连接类器件的失效机理与分析202
5.4磁性元件的可靠性207
5.4.1磁性材料及其应用207
5.4.2电感器209
5.4.3变压器210
5.4.4微特电机211
5.4.5磁性元件的失效机理与分析214
习题217
第6章特殊元器件和非工作环节的可靠性218
6.1化学电源和物理电源的可靠性218
6.1.1化学电源218
6.1.2物理电源226
6.1.3化学电源和物理电源的可靠性设计230
6.1.4电池的可靠性测试234
6.1.5可靠性应用236
6.1.6锂离子电池失效分析239
6.2防护元件的可靠性241
6.2.1瞬变电压抑制二极管242
6.2.2压敏电阻器243
6.2.3铁氧体磁珠246
6.2.4PTC热敏电阻和NTC热敏电阻247
6.2.5电火花间隙防护器250
6.2.6避雷器251
6.3电子元器件安装的可靠性254
6.3.1引线成形与切断255
6.3.2在印制电路板上安装器件255
6.3.3焊接257
6.3.4器件在整机系统中的布局258
6.4电子元器件运输、储存和测量的可靠性258
6.4.1运输258
6.4.2储存259
6.4.3测量259
6.4.4举例260
习题260
第7章电子元器件的可靠性应用261
7.1防浪涌设计261
7.1.1浪涌过电应力的来源261
7.1.2电路防护设计263
7.1.3TTL电路防浪涌干扰264
7.2防噪声设计266
7.2.1接地不良引入的噪声266
7.2.2静电耦合和电磁耦合产生的噪声267
7.2.3串扰引入的噪声268
7.3抗辐射设计269
7.3.1抗辐射加固电子系统的器件选择269
7.3.2系统设计中的抗辐射措施270
7.4防静电设计272
7.4.1器件使用环境的防静电措施272
7.4.2器件使用者的防静电措施274
7.4.3器件包装、运送和储存过程中的防静电措施275
7.5电子元器件在电路板中的可靠性布局276
7.5.1电磁兼容性设计277
7.5.2接地设计278
7.5.3热设计278
7.6电子元器件在电路设计中的可靠性应用原则280
7.6.1电路简化应用280
7.6.2降额应用283
7.6.3冗余应用原则284
7.6.4灵敏度应用原则285
7.6.5最坏情况应用原则287
习题287
第8章可靠性管理288
8.1产品的可靠性管理289
8.1.1可靠性计划289
8.1.2设计阶段的可靠性管理290
8.2生产的可靠性管理292
8.2.1组织与人员管理293
8.2.2材料及外协加工件管理293
8.2.3仪器设备管理294
8.2.4设计、工艺及工艺控制管理295
8.2.5文件、记录与信息管理295
8.2.6试验评价与失效分析管理296
8.3可靠性保证296
8.3.1可靠性数据资料管理296
8.3.2可靠性监督和保证体系297
8.3.3组织保证298
8.3.4标准化保证298
8.3.5计量工作保证298
习题298
第9章可靠性工程的应用实例299
9.1新能源汽车电池的可靠性299
9.1.1新能源汽车电池的主要特性、材料299
9.1.2新能源汽车电池的性能、参数301
9.1.3新能源汽车电池的安全性与可靠性304
9.2IC卡的可靠性305
9.2.1IC卡概述305
9.2.2IC卡的可靠性测试与失效模式309
9.2.3IC卡的可靠性加固312
9.3人工智能芯片的可靠性313
9.3.1AI芯片概述314
9.3.2AI芯片的可靠性测试和评价指标316
9.3.3AI芯片的可靠性加固318
习题324
附录325
参考文献326