微电子器件

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微电子器件范文第1篇

随着科技的不断发展，信息处理效率的提高，微电子器件的尺寸越来越小，这使得微电子器件的可靠性问题逐渐凸显出来.微电子器件可靠性主要受四个方面的影响：栅氧化层、热载流子、金属化、静电放电.通过对国内外现状的分析，主要介绍了影响微电子器件可靠性的四个主要因素及其产生原理，并提出了提高微电子器件可靠性的解决方案及措施.

关键词：

微电子器件； 可靠性； 热载流子； 静电放电

中图分类号： TN 406文献标志码： A

目前，飞速发展的微电子技术和不断缩小的器件尺寸，都使得由于器件可靠性而造成的影响越来越严重.以静电放电（Electro Static Discharge，ESD）为例，在静电放电失效的基本机理研究方面，中美两国研究人员对过电压场致失效和过电流热致失效的定义、原理以及在何种器件中哪种失效更容易发生等方面都研究得非常透彻.但是，具体到某一类型的微电子器件的ESD失效模式和基本机理，美国研究得更加充分且全面，并建立了 ESD [主要是人体模型（HBM）和带电器件模型（CDM）] 的失效电路模型.另外，除了传统的互补金属氧化物半导体（CMOS）器件，美国还系统地研究了磁性读写头、各种微电子芯片等器件[1].

目前，我国在微电子器件可靠性的研究方面加大了资金和技术投入，缩小了与美国的差距.但是对典型微电子系统的 ESD失效分析和对先进的失效分析技术手段、方法的研究和运用等方面仍然是我国科研工作者今后需要努力的方向.

1影响微电子器件可靠性的主要因素

影响微电子器件[如互补金属氧化物半导体（CMOS）、金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）、垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管（VDMOS）等]长期工作可靠性最主要的失效机理包括：热载流子效应、栅氧化层及栅氧击穿（即电介质经时击穿，TDDB）、金属化及电迁移、静电放电（ESD）.下面对这四种失效机理及可靠性模型等方面进行详细介绍.

1.1热载流子效应

热载流子效应是电路中重要的失效模式之一.在超大规模集成电路中，随着栅氧化层厚度、结深和沟道长度的减小，导致漏端电场增强，从而加剧了由热载流子引起的可靠性问题.热载流子注入氧化层会引起器件的阈值电压漂移、跨导下降，甚至导致器件特性退化.随着时间的推移，器件性能的退化将会导致整个电路失效.

1.1.1热载流子效应对器件的影响

首先是热载流子对器件寿命的影响.由于热载流子的注入，器件氧化层中电荷的分布被改变，从而导致器件性能的退化.热载流子还可加速器件老化.对晶体管进行最恶劣情况下的加速老化试验，可推算出常规条件下器件的寿命，由此可衡量热载流子特性的优劣 [2].

其次，热载流子效应的存在严重影响了场效应管MOS集成电路集成度及电路和器件的可靠性.图1为栅氧化层厚度为40 nm、30 V电压条件下，MOS电容栅电流Ig随时间t的变化关系.从图中可知，在恒定电压下，栅电流随着时间的增加而减小.

1.1.2热载流子效应引起的失效现象[3]

（1） 雪崩倍增效应

在小尺寸MOSFET中，随着源―漏电压的升高以及沟道长度的缩短，夹断区的电场也增强.这时，通过夹断区的载流子将从强电场获得很大的漂移速度和动能，就很容易成为热载流子，同时这些热载流子与价电子碰撞时还可产生雪崩倍增效应.

（2） 阈值电压漂移

若夹断区的一些热载流子与声子发生碰撞，得到了指向栅氧化层的动量，那么这些热载流子就有可能注入栅氧化层中；进入栅氧化层中的一部分热载流子还有可能被陷于氧化层中的缺陷处，变成固定的栅氧化层电荷，从而引起阈值电压漂移和整个电路性能的变化.

（3） MOSFET性能的退化

沟道内的一小部分有足够高能量的热载流子可以越过Si-SiO2界面的势垒（电子势垒高度Eb约为3.2 eV，空穴的Eb约为4.9 eV），并且注入栅SiO2层中形成栅极电流Ig.此栅极电流尽管很小，但热电子注入栅SiO2层中将会引起界面陷阱积蓄电荷，并且，电荷的积累经过一段时间之后会使器件性能退化，导致阈值电压漂移、跨导降低和亚阈值斜率增大，甚至栅氧化层击穿.

（4） 寄生晶体管效应

当有较大的衬底电流Isub流过衬底（衬底电阻为Rsub）时将产生电压降（Isub・Rsub），使得源―衬底的N+-P结正偏，从而形成一个“源―衬底―漏”的寄生N+-P-N+晶体管.该寄生晶体管与原来的MOSFET并联构成了一个复合结构的器件.这种复合结构导致了短沟道MOSFET发生源―漏击穿，还会导致CMOS电路中的闩锁效应，使伏安特性曲线出现回滞现象.

1.2金属化及电迁移

电迁移是指在很大电流的作用下，金属原子发生扩散迁移的一种物理现象.电迁移中原子扩散方向与电子流动方向相同.电迁移将使得原子源源不断地由阴极向阳极扩散，并逐渐导致在阴极形成空洞，在阳极则发生原子的堆积.这种过程将随导电截面积的减小而加速进行，最终导致器件的失效[4].

电迁移现象是在直流电流作用下金属中的离子产生位移所致.首先表现为电阻值的线性增加，到一定程度后就会引起金属膜局部亏损而出现空洞，或引起金属膜局部堆积而出现小丘或晶须，造成金属互连线短路失效，严重影响集成电路的寿命.在器件向亚微米、深亚微米发展中，金属互连线的宽度不断减小，电流密度不断增加，更易于因电迁移而失效[5].

1.3静电放电（ESD）

在传统的微电子器件中静电放电的能量由于影响较小，人们很难察觉.但是在高密度微电子器件中则可能因为静电电场和静电放电电流引起失效，或造成“软击穿”现象，导致设备锁死、复位、数据丢失和不可靠.这都对设备的正常工作产生较大影响，使设备的可靠性降低，甚至造成设备的损坏.据统计，在集成电路工业中由ESD引起的损失高达25%，因此，由ESD导致的损失是一个很严重的问题.

1.3.1ESD模型的分类

根据静电产生的原因和对电路放电方式不同，在集成电路中常用的ESD模型有四种：人体模型（HumanBody Model，HBM）；机器模型（Machine Model，MM）；器件充电模型（ChargedDevice Model，CDM）；电场感应模型（FieldInduced Model，FIM）.图2为2 kV HBM、200 V MM与1 kV CDM的放电电流I比较.其中，虽然HBM的电压比MM的电压高，但是200 V MM的放电电流却比2 kV HBM的放电电流大得多，因此机器放电模型对集成电路IC的破坏力更大.在不到1 ns的时间内，1 kV CDM的放电电流最高可达到15 A.所以CDM的静电更易造成集成电路的损伤[6].

1.3.2ESD失效种类[7]

（1） 直接损伤

直接损伤是由电流产生的功耗引起的.它会熔化器件的一部分并造成故障.当电子器件暴露于ESD应力，该设备可能无法正常工作.ESD应力所造成的高电流使器件温度升高，可能会造成金属熔化，PN结或氧化层击穿.IC内部晶体管会因为ESD电流产生的散热造成永久性物理伤害.这些损伤产生的原理如图3所示.焦耳热产生的温度上升可导致熔化的金属膜晶体管的PN结尖峰长丝，PN结击穿.金属膜的熔化会导致开路.而PN结的击穿可以通过退化的电流-电压特性曲线观察到，这时的曲线上会有一个异常的结漏电流.在最严重的情况下，ESD引起的功耗可以同时产生结细丝、结尖刺和金属熔化.另一方面，ESD引起的电压也可以在绝缘层上产生电场，绝缘层的击穿电场强度越大，越会发生绝缘层的击穿.

（2） 潜在损伤

强电场也会引起电荷注入.Si-SiO2界面处的强电场会加速表面处的载流子运动.当载流子获得足够的能量时就能越过Si-SiO2界面势垒，并注入氧化层[如图4（a）].此时，失效分析手段无法在氧化层中发现物理损伤，但氧化层的电荷状态变化可能会导致器件晶体管的电流-电压特性改变.电荷注入会使电路退化，但与破坏性失效不同的是，它并不会使器件完全失效，所以称为ESD引起的潜在损伤，图4（b）是它的极限形式（氧化层击穿）.潜在的损害难以确定，因为即使产生了一定退化，设备仍然可以工作.然而，如果一个芯片中含有潜在损伤的晶体管，那么整个芯片就有可能出现过早失效或芯片故障.一些基本的特性测试（如漏电流测量等）可以确定破坏性的损伤，但是潜在损伤却很难检测出来.

1.4栅氧化层及栅氧击穿

随着MOS集成电路微细化的发展，栅氧化层向薄膜方向发展.而电源电压却不宜降低，在较高的电场强度下，使栅氧化层的性能成为一个突出的问题.栅氧化层抗电性能不好将引起MOS器件电参数不稳定，如阈电压漂移、跨导下降、漏电流增加等，甚至引起栅氧化层的击穿.栅氧化层击穿作为MOS电路的主要失效模式已成为目前国际上关注的热点.栅氧化层击穿主要分为四种：本征击穿（瞬时击穿）；非本征击穿；经时击穿TDDB；软击穿.

有关氧化层TDDB问题的研究很多，其中最受重视的是氧化层的TDDB寿命.在20世纪70年代后期，根据实验数据，有研究人员提出了关于栅氧化层TDDB寿命拓展的经验式，即

式中：TF为中期寿命；ΔH*0为栅氧化层TDDB激活焓；T为温度；kB为玻尔兹曼常数；γ为电场加速因子；Eox为氧化层电场强度.

针对上述经验式，提出了两种经典模型：

（1） E模型：由热化学击穿模型得到.该模型认为氧化层的退化与击穿是电场作用的结果，由缺陷的产生和积累决定，即

式中：Q1为E模型过程的激活能.

（2） 1/E模型：由空穴击穿模型得到.该模型在电子隧穿注入的基础上，认为氧化层击穿是由空间电荷积累造成的，并认为击穿所需的总俘获空穴电荷量一定，即[8]

式中：G为1/E模型的电场加速因子； Q2为1/E模型过程的激活能.

图5为E模型、1/E模型与TDDB实验数据的对比.由图中可以看出，在低场强中，E模型与实验数据的吻合较好，而采用1/E模型估计的中期寿命TF值偏大；在高场强中，1/E模型与实验数据的吻合较好，而E模型估计的TF值偏小.从实际应用看，在工业中，由于E模型比1/E模型计算的寿命要短，所以工业上一般采取E模型.

2提高微电子器件可靠性的主要措施

2.1抑制热载流子效应的措施

在设计超大规模集成电路时，可采用减小沟通道长度、减薄氧化层厚度以及相应增加掺杂浓度等方法达到高速度和高集成度的设计要求.但是，这些综合结果却易导致热载流子的产生.针对上述情况，可通过以下方法抑制热载流子效应：

（1） 减小漏结附近的电场，可使热载流子发射的可能性降低.

（2） 改善栅氧化层的质量，采用完美的干法氧化工艺，降低热载流子陷阱密度和俘获截面，能够减小由于热载流子注入栅氧化层而对器件性能的影响.

（3） 可在电路和版画设计上采取如采用钳位器件或适当增大宽长比等措施.

（4） 采用一些新结构，如低掺杂漏（Lightly Doped Drain，LDD）结构等，可提高击穿电压，减少碰撞电离.

2.2改善金属化引起可靠性问题的方法[9]

目前，提高半导体器件金属化和接触可靠性的主要方法有界面效应、合金效应、覆盖效应和回流效应.

（1） 界面效应

因为器件性能的提高，热电应力在器件金属化单位面积上不断增大，导致金属与金属、金属与半导体之间的界面扩散及反应的几率增大，或许会形成金属与金属的高阻化合物，上层金属穿过阻挡层进入半导体中也可能使器件漏电增大或结短路.因此，界面效应成为目前急需解决的问题.解决界面效应最有效的方法是选择一个合适的阻挡层.事实上，为了防止金属与金属以及金属与半导体的反应及扩散，引入了金属阻挡层.TiN熔点高，热稳定性和化学稳定性好，有极高的硬度和较低的电阻率，干法和湿法刻蚀工艺成熟，与硅的粘附性较好，因此是一种高性能的阻挡层材料.

（2） 合金效应

在中小功率器件和集成电路中，由于Al金属化系统工艺简单成熟，并且价格便宜，所以被普遍采用.但是Al的一个很大问题是容易产生电迁移.为了改善Al的电迁移寿命，在Al中加入少量的Cu可以大大改进Al膜的电迁移寿命（1～2个数量级）.另外，事先在Al中加入少量Si可以减小互溶，这样不仅提高了Al的电迁移寿命，还解决了由于Al-Si 界面互溶而引起的短路失效问题.所以人们将两者结合，采用Al-Si-Cu合金，发现Al的电迁移寿命显著增加，并且限制了Al、 Si的互溶.

（3） 覆盖效应

在金属薄膜上覆盖介质后，不仅可有效提高设备的抗划伤性、抗腐蚀、抗电迁徙、抗电流浪涌和抗离子粘污能力，还可改善薄膜的微观结构.总之，介质覆盖可以增强薄膜的抗电迁徙能力，提高调制传递函数（MTF）.这是表面抑制、热沉效应和压强效应综合作用的结果.

（4） 回流效应

从理论上说，总有一个时刻，正向电迁徙动和回流将完全抵消，使净离子迁徙流为零.显然，回流可被用来降低电迁徙动失效，提高金属化可靠性.因此，人们提出了超大规模集成电路的三层金属化欧姆接触孔回流加固结构.

2.3ESD防护措施

2.3.1建立防静电环境

通常采用以下措施建立防静电环境：

（1） 使用等电位连接的方法，即所有表面都连接在一个可靠的接地体上.这些表面使得静电荷积累减小，并且可以控制电荷以泄入到大地，从而防止不同的对象和静电电荷之间的电位差，还可有效地释放静电电荷.

（2） 采用防静电周转箱、防静电包装袋以防止起电.

（3） 使用防静电服装、防静电鞋.一方面，它们可有效地抑制静电荷的产生；另一方面，当它们与地接触时，还能达到释放静电荷的功能.另外，将防静电剂喷涂在物体表面，也可有效抑制静电荷的积累.

（4） 使用离子风静电消除器并适当控制湿度，能够消除绝缘材料表面的静电荷.

（5） 采用测量监控的方法，使用静电检测仪检测人体是否带静电，监测防静电设施是否正常[10].

2.3.2设计过程中的防护措施

以电源和地之间的保护为例，可采用反馈及动态延时结构检测电路的电源和地的ESD保护电路.这种电路占用芯片面积小，使用相移电路（RC电路）侦测ESD电压，把侦测到的电压通过一个反相器输送到衬底触发场氧器件（STFOD）上，释放静电电流.STFOD器件具有较强的单位静电释放能力.这种电路的 ESD 脉冲上升时间仅10 ns左右，电路正常上电延迟时间大概是1 μs～1 ms，而ESD侦测电路中RC电路时间常数介于两者之间.

由于采用了反馈及动态延时结构，使得电路能够在静电发生时间内迅速地将静电电流释放，及时将保护电路关闭，避免器件的栅氧化层因电击穿而遭到破坏.

2.4改善栅氧化层击穿影响器件可靠性的措施

在栅介质中引入适量N可提高器件的抗击穿能力.这主要是由于N具有补偿SiO2中O3Si和Si3Si等由工艺引入的氧化物陷阱和界面态陷阱的作用，从而减少初始固定正电荷和Si-SiO2界面态.栅介质的击穿主要是由于正电荷的积累引起的，因此在栅介质中引入适量的N可以改善栅介质的性能[11].另外，通过比较TDDB值及其失效分布可以评估集成电路氧化、退火、抛光、清洗、刻蚀等工艺对栅氧化层质量的影响.工艺中要采取有效的洁净措施，防止沾污.热氧化时采用二步或三步氧化法生长SiO2层.可以用化学气相沉积（CVD）生长SiO2或掺杂氮氧化物以改进栅氧化层质量.

3结论

微电子器件可靠性主要受四方面的影响：热载流子效应、栅氧化层及其击穿效应、金属化及静电放电（ESD）.虽然完全去除以上影响是不可能的，但要尽可能采取适当措施提高器件的可靠性.从目前的研究结果看，可以比较有效地改善微电子器件可靠性的预防措施有：一是采用减小沟通道长度、减薄氧化层厚度以及相应增加掺杂浓度的方法减小热载流子效应对微电子器件可靠性的影响；二是采用界面效应、合金效应、覆盖效应和回流效应等方法，使金属化及电迁移对微电子器件可靠性的影响降到最低；三是建立防静电环境，采用反馈以及动态延时结构检测电路都可以很好地预防ESD对器件的损伤，提高微电子器件的可靠性；四是在栅介质中引入适量的N可以提高器件的抗击穿能力，降低栅氧化层击穿效应发生的概率，使微电子器件的可靠性有所提高.

参考文献：

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[2]王文博，宋李梅，王晓慧，等.N-LDMOS热载流子注入效应的分析和优化[J].电子器件，2007，30（4）：1129-1132.

[3]谢孟贤.微电子器件与IC的可靠性与失效分析[D].成都：电子科技大学，2010.

[4]GAN H，CHOI W J，XU G.Electromigration in solder joints and solder lines[J].JOM，2002，54（6）：34-37.

[5]江清明，何小琦，杨春晖，等.集成电路可靠性电迁移评估技术[J].电子质量，2006（8）：30-32.

[6]徐骏华，向宏莉，令文生.CMOS集成电路的ESD模型和测试方法探讨[J].现代电子技术，2004，27（9）：70-73.

[7]唐保军.新型ESD防护器件与电路的结构设计及特性分析[D].西安：西安电子科技大学，2010.

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[9]郭伟玲，李志国.半导体器件金属化与接触可靠性的改善[J].微电子学，1996，26（4）：235-239.

微电子器件范文第2篇

关键词：汽车电子;控制技术;电脑控制;检测与维修方法

汽车电子控制技术是汽车的重要组成部分，直接影响着汽车结构的改进与性能的不断提高，汽车电子控制装置性能的好坏直接影响到汽车的动力性、经济性、可靠性、安全性、排气净化及舒适性。汽车已经成为由先进的电子技术与传统的机械相结合构成的电子化、智能化、网络化一体的自动系统。汽车电子控制技术是衡量现代汽车先进设计与安全运用水平的重要标志，是开发新车型，改进汽车性能最重要的技术措施。

随着汽车市场的快速发展，各类汽车电子产品在汽车中的普及率的持续提高，汽车电子产品中，围绕安全、节能、环保、舒适和娱乐等方面的元器件及其周边产品将发展最快。中国汽车电子产业将形成巨大经济规模效应，预计到2016年，我国汽车电子市场规模将达到4700亿元，其中安全控制与通讯娱乐系统占比最大，市场规模合计将达到3100亿元。

汽车电子控制系统大体可分为四个部分：发动机电子控制系统，底盘综合控制系统，车身电子安全系统，信息通讯系统。其中，前两种系统与汽车的行驶性能有直接关系。例如：通过对发动机点火、喷油、空气与燃油的比率、排放废气等进行电子控制，使发动机在最佳工况状态下工作，以达到提高其整车性能、节约能源、降低废气排放目的发动机电子控制系统（EECS）。

1.汽车电子控制系统主要技术应用有：

1.1仪表与通信方面

电子计时与定时、电子测速与油耗指示、电子温度控制与调节、电子车速里程表、电子转速表、旅程测算与燃料消耗提示、汽车运行在线报警（诸如：灯丝切断，排气温度，水面，液面，未关门，未系安全带等），多功能电子图示综合屏幕显示仪表盘、车载通信装置（多路信息传输、光纤通信传输）、电子导航（诸如：惯性导航、卫星导航、屏幕显示街道图及交通阻塞状况图）等。

1.2发动机与传动系方面主要的技术应用有

运用数字集成技术实现的交流发电机的整流及调节器装置、发动机气缸电子控制与电子点火装置、点火正时控制、废气再循环控制（氧传感器）、燃油喷射电子控制（诸如燃油喷射，进气，正时等）、发动机最佳参数电子控制（诸如：空燃比，点火，废气再循环，怠速，爆燃控制，喷射控制、电子控制消声器等）、车速自动控制（诸如：自动巡航系统、电子控制动力转向）、柴油机启动控制、增压器自动控制、发动机和传动系综合控制（诸如：变速器电子控制、离合器电子控制、无级变速和自适应速度控制）、冷却系统电子控制、冷启动控制、换挡提示器、发动机停缸控制、车速感应的动力转向装置，以及热电变换、蓄电池容量余值显示等。

1.3安全控制与保障方面主要的技术应用有

路面状态显示与防碰撞自动控制（诸如：电子主动悬架控制、电子控制四轮转向系统、防撞车间距报警、冲撞记录仪、安全气囊自控装置）、安全雷达（诸如：死角处障碍物报警、倒车测距系统、后视摄像及屏幕显示、声音合成报警系统）电子操纵紧急制动（诸如：制动管路故障应急制动、电子防抱制动控制、驱动防滑控制装置）速度控制（限速与恒速）、驾驶保障系统（诸如：睡眠检测报警、司机突病时自控、酒醉检测安全自控、刮水器自动控制、车窗自动控制、明暗灯光控制、前大灯控制、后视镜控制、电子门锁等）。故障预警提示系统（诸如：轮胎气压报警、防盗报警、、未系安全带报警、安全带自动锁紧控制）。

1.4舒适性方面主要的技术应用有

温度控制与循环调节（诸如：温度、湿度、清洁度、含氧量监测与调节系统，空调自动控制）、座椅自动调整、自动照明、车窗及车门自锁、高级立体音响、无线电调谐自动预选、电子启动开车自动倒车、车用电视机及音响以及道路交通信息指示表、最优化行驶路线、声控驾驶等。

2.汽车电子控制系统主要的组成单元

2.1检测反馈单元

功用在于通过各种传感器检测受控参数或其它中间变量，经放大、转换后用以显示或作为反馈信号。

2.2指令及信号处理单元

接受人机对话随机指令或定值、程序指令，并接受反馈信号，一般具有信号比较、变换、运算、逻辑等处理功能。传统的指令及信号处理单元多采用模拟电路，随着微电子技术和计算机技术的发展，为工程控制系统提供了采用数字计算机指令和信号处理单元的可能性。汽车上所用的指令及信号处理单元多为微处理机。

2.3转换放大单元

作用是将指令信号按不同方式进行相互转换和线性放大，使放大后的功率足以控制执行器并驱动受控对象。

2.4执行器

执行器直接驱动受控对象的部件，可以是电磁元件，如电磁铁、电动机等;也可以是液压或气动元件，如液压或气压工作缸及马达。为了使驱动特性与受控对象的负荷特性相互匹配，还可附加变速机构，如液压马达和行星齿轮传动的组合。

4.4触击检查法

此方法尤其适用于有屏幕显示或带扬声系统的设备，如车载音响设备、显示器等。

“触击检查法”就是人为地给电路施加杂波干扰信号，然后观察电路的反应。并以此推理分析并判断出故障部位。在实施此法时可根据各种电路不同的结构和特点，分别选用不同的触击方法。

4.5电压测量法

检查控制装置（部件）内部电路各处电压是否正常，是查找和分析故障原因的基础。因此，检修控制装置（部件）时，应先测量待修控制装置（部件）中各处的电压值是否正常，即使在已经确定为故障所在的电路部位，也经常需要进一步测量有关的器件或各电路测试端的各个电极的工作点电压是否正常。这对于分析故障原因和发现损坏的器件，都是极有帮助的。例如，对于控制装置（部件）电路中通过电流的测量，往往是通过测该支路的已知电阻器两端的电压降，然后借助欧姆定律进行换算而得到的。所以，电压测量法是查找控制装置（部件）故障原因的最基本方法。比较完善的控制装置（部件）说明书大多附有各个电极（测量点）的工作电压数据表，或者在控制装置（部件）的电路原理图上，标注有主要测试部位的工作电压等参数值。在检修控制装置（部件）的过程中，经常需要对照所给出的电压参数，进行必要的电压测量，这样就能很快地查明故障的产生原因和损坏变值的元器件。如果没有现成的电玉数据可供参考对照，也应当根据控制装置（部件）电路的工作原理加以比对或估算而得出。

4.6电阻测量法

检修控制装置（部件）时，经常会发现由于控制装置（部件）电路元器件的插脚或滑动接点接触不良，个别接点虚焊，电阻变值，以及电容器漏电等，从而导致故障的发生。以上问题可在待修控制装置（部件）不通电的情况下，采用测量电阻的方法进行检查，以寻找出故障所在之处。

4.7器件替代法

这是一种不改动控制装置（部件）电路，通过更换一些元器件或部分电路来发现故障的检查方法。

在对控制装置（部件）检修时，最好不要拆卸控制装置（部件）电路中的元器件，特别是精密控制装置（部件）。通常先使用相同型号、相同规格、相同结构的控制装置（部件）、元器件或印刷电路板等来临时替代其有疑问的部分，以便观测其对故障现象的影响.如果故障现象消失了，表明被替代的部分存在问题，然后再行维修更新，或者进一步寻找产生故障的原因。

5.汽车电子控制系统检测与维修方法运用实例

5.1汽车电子仪表显示系统的故障检修方法：

5.1.1现代汽车电子仪表显示系统在检修中，需注意以下几点：

（1）汽车电子化仪表比较精密，对检修技术要求较高，检修时应遵照各汽车实用维修手册中的有关规定，必要时，电子化仪表装置应送专业维修单位检修。

（2）现代汽车电子化仪表显示板与母板（逻辑电路板）不仅较容易损坏，而且价格也较贵，因此在使用与检修时应多加小心，除非有特殊说明，否则不能将蓄电池的全部电压加在仪表板的任何输入端，在检查电压、电阻时，应使用高阻抗仪器（不能使用简易仪表），若检修汽车仪表时使用不当，常常会造成微机电路的严重损坏，因此进行仪表检修时应特别注意这一点。

（3）拆卸电子仪表板时首先应切断电源，然后按拆卸顺序进行拆卸，应特别注意拆卸时不能敲打、振动，以防损坏电子元器件。

（4）拆装电子仪表板应按拆装顺序进行，拆装时不要用力过猛，以防本来良好的元器件由于用力过猛而损坏。在拆装仪表板总成之前，脱开连接器或端子时，应先脱开蓄电池端子。更换电子仪表元器件时，应小心不让身体与更换元件（备用元件）的集成电路引线端子接触，备件应放置在镀镍的包装袋内，不要提前从袋中取出，取出时不要触碰各部分接头，防止静电造成元器件的损坏。

（5）检修电子仪表板时，不论在车上或在工作台上作业，作业地点或维修人员都不能带有静电。为此作业时应使用静电保护装置，通常使用一根与车身连接接铁的手腕带和放置一个电子部件的导电垫板。

（6）发动机运行时不能将蓄电池断开，因为这会引起瞬间的反电势，导致仪表损坏。

（7）电子仪表使用冷阴极管，应注意冷阴极管连接器上通电后存在高压交流电，因此通电后不得接触这些部位。

（8）在处理电子式车速/里程表的电路板时，必须使用原来的塑料盒，以免因静电感应而损坏。若不慎碰触电路板的接头时，将会使仪表的读数消除，此时就必须送专业维修后才能使用。

5.1.2常用的检测方法：

汽车的电子仪表板都采用微机进行控制，同时具有自检功能。只要给出指令，电子仪表板的电子控制器便会对其主显示装置进行系统的检查，若出现故障，便以不同的方式警告与提示，显示系统出现故障，同时将出现故障部位的故障码储存，以便维修时将故障码调出，指出故障部位。当确认仪表板有故障时，应进行检测。

（1）用快速检测器进行检测

快速检测器能发出模拟各种传感器信号，用它能够迅速测出故障的部位。如在使用测试器向仪表板输入信号时，仪表板能够正常显示，说明传感器或其电路有故障。若显示器仍不能显示，再将测试器直接接在仪表板的有关输入插座上，此时若显示器能正常显示，说明线束和连接器有故障，否则表明仪表板有故障。

（2）用电脑快速测试器进行检测

电脑快速测试器能够模拟燃油的流量和车速传感器的信号，同样把测试器所发出的信号从不同部位输入，即可检验传感器、线束对号电脑和显示装置工作是否正常。

（3）用液晶显示仪表测试器进行检测

用液晶显示仪表测试器进行测试时，直接在仪表板上，能为仪表板和信息中心提供参照输入信号，这就可检测出信息中心的工作状态。这种测试的目的是，对仪表板有无故障做进一步的验证。

5.1.3常见故障的检测

汽车电子化仪表显示系统的故障，一般都出在传感器、连接器、导线、个别仪表及显示器上。检修时应先将传感器电路断开或拆下，用检测设备对他们进行逐个检查。

（1）传感器的检测首先将传感器的电路断开或拆下传感器，用仪器进行逐个检查。对各种电阻式传感器的检查，通常是采用测量其电阻值的方法来判断它的好坏，即把所测得的电阻值与其规定的标准电阻值相比较，判断传感器有无故障，若所测的值小于规定的数值，表明传感器内部短路;否则传感器内部短路或接触不良。传感器一般是不可拆、不可维修的元件，若有故障只能更换新件。

（2）连接器的检查

采用电子仪表的汽车，往往需要很多连接器把电线束连到仪表板上去。这些连接器一般都采用不同颜色，以便辨认它属于哪一部分的连接。为保证其连接牢固、可靠，连接器上都设有闭锁装置。检查时可用眼看或手摸的方法进行，连接器装置要齐全、完好，插头、插座应接触可靠、无锈蚀。仪表电路工作中用手触摸连接器，应没有明显的温度感觉，若温度过高，说明该连接器接触不良，应查明原因予以排除。汽车维修养护网。

（3）个别仪表故障诊断

若电子仪表板上个别仪表发生故障，应检查与此仪表相关的各个部分。首先应检查各导线的连接触况，包括各连接器的接触状况，线路是否破损、搭铁、短路或断路等;然后再用检测设备分别对该仪表及传感器进行检测，查明故障原因，予以修复，必要时更换新的元件。

（4）显示器故障检修

一旦电子仪表板上的显示器部分笔划、线路出现故障，应将仪表板上显示器件调整到静态显示状态，仔细观察是否还有别的故障，就此时出现的故障，使用检测设备对与此相关的电路或装置进行认真检查。若仅有一、二笔划或线段不发亮或不显示，则说明逻辑电路板通过多路传输的脉冲信号正确，可能是显示装置的部分线段工作不正常，遇此情况应作进一步检查，属于接触不良的应加以紧固，确保其电路畅通;若是电子器件本身的问题，通常应更换显示器件或电路板。

5.2汽车电子化仪表故障的检测与维修方法

一般来说，采用电子控制技术的汽车电子化仪表系统，包括由微机控制（ECU）对来自各种传感器信号处理和仪表显示系统的控制。使用微机实现的电子控制系统的汽车一般都具有故障自诊断功能，包括对电子化仪表系统进行自检，检查电子仪表系统功能是否正常，并对其故障进行诊断，对于多数车辆来说，只要按下ECU上的相应按扭，即开始对汽车进行自检，若有故障，就可以读出故障码，然后，通过查阅有关手册，就可以了解故障码代表的故障原因，找出相应的处理方法。

对于汽车仪表装置的故障诊断，除了依靠车载计算机自诊断系统进行自诊断以外，还可以使用专门的检测设备，对其进行检测和诊断。这些检测设备属于外接设备，可以直接插入汽车微机的相应插槽内使用。

6.几种诊断故障的简易方法

现代汽车上的电子化仪表的作用越来越大，随之产生的故障也相应增多，现介绍几种诊断故障的简易方法：

6.1拆线法

当汽车电器仪表读数异常，通过分析、推断可能是传感器内部或传感器与指示仪表间的导线存在搭铁故障时，常采用拆线法进行检查。即通过拆除有关接线柱上的导线，来判断故障的原因及部位。以电磁式燃油表为例，当传感器内部搭铁或浮子损坏，以及传感器与燃油表间的导线搭铁时，无论油箱内油量多少，接通点火开关后，燃油表指针总指向“0”，此时可采用拆线法进行检查。首先，拆下传感器上的导线，若此时燃油表指针向“i”处移动，则为传感器内部搭铁或浮子损坏;若指针仍指向“0”，则应拆下燃油表上的传感器接线柱导线，若仪表指针向“i”移动，为燃油表至传感器间的导线搭铁;若指针仍不动，则可能是燃油表内部损坏或其电源线断路。

6.2搭铁法

当汽车电器仪表读数异常，通过分析、推断可能是传感器搭铁不良或损坏，以及传感器与指示仪表间的导线存在断路故障时，常采用搭铁法进行检查。通过导线将有关接线柱搭铁，可判断故障的原因及部位。

接通点火开关后，对于电磁式燃油表无论油箱存油多少，燃油表指针均指向“i”;对于双金属片式燃油表，燃油表指针则均指向“0”，以上情况均说明相应仪表传感器可能搭铁不良、损坏，或者是传感器与指示仪表间的导线存在断路故障，此时，可利用搭铁法进行检查。首先，将传感器与导线相连的接线柱搭铁，若指针转动，说明传感器损坏或搭铁不良;若指针不转动，可用导线将指示仪表上接传感器的线柱搭铁，若指针转动，则为传感器与指示仪表间的导线存在断路故障;若指针仍不转动，则说明指示仪表内部损坏或其电源线断路。

6.3短接法

在其它电器仪表工作均正常、只有与稳压器相连的仪表（如燃油表、电磁式水温表等）不工作时，可利用短接法进行检查。用导线将稳压器的输入、输出端短接，这时与稳压器相连的仪表指针若立即偏转，则为稳压器内部存在故障。

6.4对比法

电器仪表读数不准时，可采用对照比较法进行校验检查。在相同的工况条件下，比较被校验的仪表与标准仪表的读数，从而可判断被校验仪表的技术状况。例如：检验汽车电流表时，可将被试电流表与标准电流表及可变电阻串联在一起，接通蓄电池电流，逐渐调小可变电阻，比较两个电流表的读数，若相差超过20%，则为电流表存在故障，应予以修复或更换。

参考文献：

[1]徐向阳主编.《自动变速器技术》.人民交通出版社，2011年7月

[2]胡寿松主编.《自动控制原理》.（第六版），科学出版社，2013年3月

[3]高玲.《汽车综合性能检测与维修技术》.《科技创新与应用》， 2013年14期

[4]戈思远.《汽车检测与维修常见问题简析》.《无线互联科技》 ，2014年 第2期

作者简介：

饶建伟，男，（1991.7-）籍贯：四川乐山市，重庆理工大学《汽车制造》专业，学士，技师，从事工程项目科研、设计、与教学工作。

微电子器件范文第3篇

5月30日上午，大兴区外贸出口企业电子商务平台启动仪式在世纪联华百联清城购物中心一楼大厅举行，为期三天的大兴区品牌服装展卖活动同时开幕。

在全球性的贸易萎缩，消费收紧的环境下，电子商务服务业却在中国反向“逆势扩张”。相关专家分析认为，对于一个企业来说，电子商务模式与传统交易相比，没有地段限制，不受渠道制约，可带来16％总成本的降低，即使在金融风暴并不是很乐观的情况下，估计成长率仍高达40％。

大兴区外贸企业当中的出口服装，金属制品、肠衣、印刷包装制品、医药制品、机电产品等在国外市场上有着较强的竞争优势。先前的信息推广电子商务模式，已不能满足外贸企业的需求，外贸企业需要一种真正实现全程外贸在线交易的电子商务平台。

为帮助企业开拓国际市场，大兴区商务局率先与国内领先的B2B外贸在线交易平台――敦煌网合作，积极为大兴区外贸出口企业搭建电子商务平台，配以专业，定制的服务，帮助外贸企业将产品销往全球并即时收回货款，提供一站式外贸在线交易解决方案。

记者在电子商务平台启动现场了解到，通过电子商务平台，外贸企业可以实现产品上传，回复询盘，货运物流、收回货款的全部交易功能，一次交易完成只需5至7天的时间，每笔交易额在几万美金左右。

据了解，目前大兴区已有北京威克多制衣等90多家外贸工厂，贸易公司、网商等企业，注册成为了专业B2B在线交易平台――敦煌网的会员，成为了“借助在线交易平台，赢得国外海量订单”的先行者。截至2009年4月份，大兴区的注册企业已通过敦煌网在线交易平台，完成了近4000笔外贸交易，交易额接近200万美元，交易产品以服装为主。

大兴区电子商务平台的启动，将为大兴区外贸企业在拓展外销渠道、提高国际品牌知名度，促进外贸出口增长等方面，提供强有力的支持和帮助。

微电子器件范文第4篇

[关键词]电子汽车衡 称重传感器 称重仪表

中图分类号：TH715 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）13-0183-01

1.概述

随着国民经济的飞速发展，电子汽车衡作为一种称量迅速准确、数字显示、直观易度、稳定可靠、容易维护等许多优点的称重计量设备被越来越多地应用在各行各业中。中国加入WTO后，经济贸易快速增长，企业现代化生产对计量检测技术的要求越来越高。在称重计量方面，要求具有自动、连续、快速准确称重功能的计量器具。电了衡器不但具有这些功能，且具有很高的准确性和可靠性。但由于电子衡器的心脏是称重传感器，称重传感器本身是一种机电产品。它的使用应力极限、疲劳寿命、容许电流等特性使得其在工作中仍存在着诸多的问题。本文主要以全电子汽车衡为例，从对称重系统的构成和工作原理、现场使用、故障排除和日常维护出发，对在实际工作中的使用、调试及出现的一些故障现象、原因分析谈一点浅识，希望对广大的电子汽车衡用户有所帮助。

2.电子汽车衡的构成和工作原理

（1）.系统构成

SCS全电子汽车衡主要由秤体、多个称重传感器、接线盒以及称重显示仪表等分构成。其中，秤体是被称物体与转换元件之间的机械传力系统，它是汽车衡的主要承载部件，起到了承受物体重量的作用又称承载器。秤台负责将物体的重量完全、准确的传递给称重传感器。称重传感器（一次仪表）位于秤台和基础之间，将被称物体的重量按一定的函数关系转换为几毫伏到几十毫伏的电信号，通过接线盒信号电缆输出到称重显示仪表（二次仪表）。经处理后仪表直接显示被称物体的重量数据。

（2）.工作原理

当称重物体或载重汽车置于在秤台上，在重力的作用下，秤台将重力传递至称重传感器，使称重传感器的弹性体发生形变，粘贴于弹性体应变梁上的应变计桥路失去平衡，输出与质量值成正比的电信号，经线性放大器将信号放大，然后进过A/D装换为数字信号，由微处理器（CPU）对质量信号进行处理后直接显示质量值。系统框图如图一：

3.电子汽车衡的常见故障及分析

（1）.电子汽车衡的查找故障的基本原则

①先机械，后电气；

②先仪表，后其他；

③先接线盒，后传感器。

（2）.故障查找步骤

电子汽车衡发生故障时，可按照故障查找基本原则，逐一地进行查找分析，也可根据经验对出现的故障直接查找故障部位。也可采用分段排除法直接查找故障原因。其方法是，先称重显示仪表的传感器输入端插头拔下，换上模拟传感器的接口，观察仪表的显示情况。如果仪表显示正常，说明故障在传感器或秤台；如果仪表显示不正常，则说明故障在仪表部分。该方法可较快地排查是不是仪表的故障。

在已经排除仪表故障故障的情况下，就要按照故障的具体表现进行分析了。下面就电子汽车衡在使用的过程中经常会遇到列举常见的故障如下：①数字跳变就是电子汽车衡在没有称重的情况下称重仪表数字不停的变化，其原因首先要排除电源因素，即电源电压稳定与否，电压存不存在忽高忽低的变化情况。排除电源的原因其次再看接线盒因素，接线盒受没受潮，接线盒内部有没有水珠，受潮的情况使用吹风或者晾晒的办法使其干燥，如果没有再看接线盒内接线是否良好，这些都排除再看线缆有没有破损，秤台有没有接地，仪表的接地段有没有接地，保证接线接触好和更换线缆之后如果问题依然存在，最后再看称重传感器，看每个称重传感器受力是否均匀，地基有没有下沉，称重传感器故障的排除下面单独进行介绍，地基下沉要重新调整传感器，确保每只传感器受力均匀。②显示重量不准，如果重量在前后几节秤台之间变化不大，只是在最前或最后的秤台变化较大，那就要看限位装置是不是顶住或被异物卡住，调整限位间隙（2～3）mm并清除异物。如果重量是前后几节秤台之间都有变化，就要检查秤台四周是否有异物卡住，秤台底部是否有异物卡住，清除秤台异物，这些都没有问题再看传感器，传感器安装受力是否均匀，重新调整传感器，使每个传感器受力都均匀。都没有问题就只能就是有传感器损坏了，排除故障传感器并更换新传感器。

4.称重传感器故障判断

从以上情况可以看出，许多故障是由于传感器损坏而造成的电子汽车衡的计量不准，称重传感器作为电子汽车衡的核心部件直接关系着电子汽车衡计量是否准确的任务，如果称重传感器出现故障，电子汽车衡称重数据的准确性根本无法保证，一般情况下只需要测量传感器输入、输出阻抗就可以判断传感器的好坏。依次将需要检查的传感器从接线盒内接线排脱离，分别测量输入阻抗、输出阻抗。如果输入、输出阻抗均为断路，首先要检查传感器线缆是不是有断开或折断的地方，如果传感器线缆完好则是传感器应变片被烧毁；当测量输入、输出阻抗不稳定时，有可能是信号线绝缘层破裂，绝缘性能下降所致，或传感器受潮等原因导致桥路同弹性体绝缘不良造成的。

5.电子汽车衡维护保养

要电子汽车衡成为可靠、方便、快捷、直观的称重计量设备，就必须在电子汽车衡的使用中做到以下几个方面的维护：

（1）.秤体维护

①秤台每日清扫，保持面板清洁，经常检查限位装置间隙是否合理；

②每周清理秤台四周间隙及秤台底部，保护秤体灵活，防止异物卡住秤体或传感器，影响称重；

③传感器钢球、压头以及秤台其他连接件要经常检查并涂油防锈，防止松动；

④如秤台采用有基坑安装，须在雨后检查清理排水设施，以防雨水浸泡传感器；

⑤禁止在秤台上进行电弧焊作业。若受条件限制必须在秤台上进行电弧焊作业时，必须注意做到：断开称重显示仪表的电源；断开信号电缆线与称重显示仪表的连接；电弧焊的地线必须设置在弧焊部位附近，并与秤台接触良好；

⑥保持接线盒内清洁干燥，若盒内放有干燥剂务必经常更换，防止受潮；

⑦日常使用时，车辆上衡应控制车速≤5km/h，并缓慢刹车，禁止车辆高速通过秤台；

⑧电子汽车衡属强检计量器具，必须依法对其进行定期检定，确保其精度。

（2）.称重仪表维护

①仪表必须介入照明电源，严禁从三相四相中引出220V电源供仪表使用。建议使用稳压电源；

②仪表的电源接地线应可靠接地，且接地网接地电阻≤4Ω。

③仪表在通电情况下，严禁插拔仪表后的外设、传感器电缆以防止损坏接口电路；

④坝龅嚼子晏炱或雷雨即将来临时，应尽快停止电子汽车衡工作，并关闭个配件且切断电源，打雷时必须切断仪表电源；

⑤仪表发生故障时，应迅速断电，通知有关部门进行检查修理，用户不得随意拆开仪表，更不得随意更换内部零件，以免影响其精度并停止使用。

6.结束语

总之，电子汽车衡器在实际的使用过程中引起故障的原因很多，有时几个故障可能会同时出现。除了上述提到的情况外，还有诸如外部磁场干扰、使用电子产品作弊等原因造成的故障。因此，在现场的使用和调试过程中必须具有清晰的操作思路，认真的分析，积极的总结和积累现场操作经验。如果这样的话，就可以大大减少现存的故障问题，同时做好日常维护也能为准确、高效的使用电子汽车衡提供保障和方便。以上仅是我日常检测工作中积累的一些经验，供大家参考，希望对广大的衡器用户有所帮助

参考文献

[1] 白鹤，电子汽车衡常见故障分析及维护《中国计量》2008 年第2期.

微电子器件范文第5篇

1.1电气自动化的意义

在全球范围内，随着工业化的不断发展，电气自动化技术在多个领域得到了长足的发展，应用范围也较广。尤其是对于目前我国的高新技术行业来说，电气自动化技术可以有效提高企业的生产效率，并保证企业生产流程的安全。目前的电气自动化技术基本已经代替了传统的人工操作，通过应用先进的自动化技术，可以有效降低企业的生产成本，为企业的未来发展奠定基础。目前，企业的电气自动化水平直接决定了企业的生产水平，通过电气自动化技术，能够有效减少传统企业中存在的人工失误几率，提高企业生产的质量，完善生产过程，增加企业的经济收益，保证生产的安全性。

1.2电气自动化的特点

和传统的生产技术相比，电气自动化有着自身的独特优势，具体可以分为四个方面。第一，电气自动化能够有效提高企业生产的效率，保证生产安全性；第二，电气自动化系统可以和其他的操作系统兼容，通过操作人员在系统中指令，能够完成其大多数功能；第三，可以在短时间内对系统发出多项指令，最大化企业的生产效率；第四，通过电气自动化的远程控制，可以对生产过程中的多项操作进行精确控制，保证了生产的安全性[1]。

2电气自动化发展现状

2.1电气自动化的应用现状

随着我国科学技术的不断进步，集成电路获得了长足的发展，使得电气自动化的程度更高，在社会各个领域发挥了重要的作用。根据目前我国电气自动化的应用情况，可以分为三个方面：第一，电气自动化技术是目前我国多数工业生产中的核心技术，能够满足多数企业的生产需求；第二，在多年的应用下，电气自动化控制技术越来越成熟，在工业领域中不断深化；第三，电气自动化技术有效提高了工业生产的生产效率，促进了我国工业的发展。

2.2影响电气自动化的因素

多种因素综合在一起对电气自动化产生了较大的影响，从总体上可以分为两个方面：物理技术和信息技术。信息技术主要包括计算机技术和通信技术，随着科学技术的不断发展，也促进了信息技术的进步。为电气自动化提供了多种模式，提升了电气自动化的多样性。在企业的生产过程中，充分利用了信息技术中的通信技术，通过良好的信息传输、信息交流，提高了企业的生产效率；另一方面，物理学和电气自动化的发展息息相关。例如三极管的发现。三极管出现后，促进了固体电子学的发展，将物理学和电气自动化互相结合，深化了电气自动化的应用程度，并拓宽到其他系统中。

3电气自动化的实践与维护研究

3.1电气自动化的维护分析

（1）供电设备的优化。为了提高我国工业企业中的电能利用效率，在对电力进行设计时，要细化设计方案。不仅要以企业的用电需求作为标准，还要保证电力工程的规范性。在进行优化设计时，要以设备的安全性为基本原则，符合国家和行业的相关规定，例如负荷水平、绝缘距离等。除此之外，一些安全设备也是必须的，如防雷装置、防浪涌装置、防静电装置等，设备的齐全可以有效保证企业电力的顺利运行，为企业的稳定生产奠定基础[2]。

（2）减少企业成本。在电气自动化的设计过程中，不仅要考虑到企业的功能需求，还要保证企业生产的安全性。目前我国在电气自动化的设计方面，往往将重点放在降低成本方面，不断降低电力资源因直接或间接原因而造成的损失，使得负荷较为均衡，减少设备的维护修理费用，提高企业设备的节能效果，最大化企业的经济收益。

（3）加强设备利用效率。企业为了达到当代对产品质量的各种需求，需要不断的对电气自动化进行完善，提高设计水平，保证电气自动化的稳定性和安全性，加强设备的使用效率。在实际的建设过程中，还要根据企业的实际情况对电力自动化进行调整，提高企业设备的使用效率。

3.2电气自动化的应用

（1）先进控制的应用。在企业的实际生产过程中，建模是一项专业性较高的工作，设计上较为复杂。通过电气自动化的控制技术，能够降低人工建模的难度。因此，先进的控制技术在企业的生产建模中有着重要的作用，通过控制技术，能够对模型进行预测分析，判断其控制水平，有着两种不同的功能：预测和控制。另一方面，在建模的过程中涉及到大量的变量，可以通过先进的控制方式进行处理，有效提高了企业的生产效率。先进的控制技术大多是通过计算机完成的，在计算机中对建模所需的数据进行收集、处理、分析、归类等，保证生产设备的良好运行。目前先进控制正在逐渐向智能化、自动化方向发展，未来的先进控制将更加规范和简便。