有關(guān)國(guó)產(chǎn)元器件可靠性的保證技術(shù)

印曉紅

摘要：文章首先闡述了國(guó)產(chǎn)元器件的可靠性保證內(nèi)容，重點(diǎn)介紹了元器件本身質(zhì)量和可靠性認(rèn)證、元器件本身可靠性的保證手段、元器件的使用可靠性，并就國(guó)產(chǎn)元器件可靠性存在的問題進(jìn)行了分析，提出了相應(yīng)的解決對(duì)策。

關(guān)鍵詞：國(guó)產(chǎn)元器件；可靠性；保證技術(shù)；基礎(chǔ)質(zhì)量等級(jí)；質(zhì)量保證措施 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：V42 文章編號(hào)：1009-2374（2015）14-0089-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.14.044

1 概述

電子產(chǎn)品是由許多電子元器件組成，而數(shù)臺(tái)電子設(shè)備組成系統(tǒng)。系統(tǒng)和設(shè)備使用中一臺(tái)元器件失效就可以造成整臺(tái)設(shè)備或者是系統(tǒng)無法正常運(yùn)行，尤其是對(duì)一些大型設(shè)備及系統(tǒng)來說這個(gè)問題有可能是致命的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，元器件國(guó)產(chǎn)化占比隨之增高。然而國(guó)產(chǎn)元器件在工程應(yīng)用中也暴露出諸多問題，特別是在元器件的質(zhì)量問題及可靠性方面，電子元器件的可靠性是其最基礎(chǔ)和核心的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于電子設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量有直接影響。因此，對(duì)國(guó)產(chǎn)元器件可靠性保證技術(shù)進(jìn)行研究具有重要意義。

2 國(guó)產(chǎn)元器件的可靠性保證內(nèi)容

對(duì)于國(guó)產(chǎn)元器件的可靠性保證內(nèi)容而言，其往往包含以下內(nèi)容：國(guó)家就元器件生產(chǎn)線、產(chǎn)品質(zhì)量與其可靠性的對(duì)應(yīng)認(rèn)證以及評(píng)價(jià)；用戶重點(diǎn)就元器件供應(yīng)方做出評(píng)價(jià)，就產(chǎn)品做出評(píng)價(jià)與認(rèn)定，就管理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施選擇及其制定，重點(diǎn)就元器件的全過程進(jìn)行管理和控制，具體包括選用采購、監(jiān)制驗(yàn)收、到貨檢驗(yàn)、補(bǔ)充篩選、特殊試驗(yàn)、運(yùn)輸倉儲(chǔ)以及信息管理等。

2.1 元器件本身質(zhì)量和可靠性認(rèn)證

元器件本身質(zhì)量及可靠性認(rèn)證主要是指元器件的設(shè)計(jì)與其生產(chǎn)環(huán)節(jié)，也有生產(chǎn)線的生產(chǎn)流程、制造技術(shù)、管理技術(shù)這些對(duì)元器件自身質(zhì)量可靠性存在一些影響。國(guó)產(chǎn)元器件通過總裝元器件認(rèn)定委員會(huì)對(duì)生產(chǎn)線及產(chǎn)品認(rèn)證和鑒定進(jìn)行相關(guān)可靠性水平的認(rèn)定工作。利用對(duì)產(chǎn)品、生產(chǎn)線實(shí)施認(rèn)定，讓它列入總裝合格產(chǎn)品目錄（QPL）/合格供應(yīng)商名錄。一般而言，元器件的采購規(guī)范與其采購技術(shù)條件中有對(duì)其質(zhì)量和可靠性的相關(guān)

要求。

2.2 元器件本身可靠性的保證措施

用戶方能夠利用監(jiān)制驗(yàn)收、補(bǔ)充篩選、破壞性物理分析（DPA）等質(zhì)量保證措施，對(duì)不合格的產(chǎn)品或者是存在質(zhì)量缺陷的產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)并剔除。我們要認(rèn)清國(guó)產(chǎn)元器件無論是在設(shè)計(jì)、質(zhì)量還是可靠性水平方面，都和國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家元器件相關(guān)技術(shù)有所差距，因此，對(duì)國(guó)產(chǎn)元器件進(jìn)行監(jiān)制驗(yàn)收及補(bǔ)充篩選，和國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)和條件相比要嚴(yán)格得多。比如，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中無需下廠監(jiān)制，然而國(guó)產(chǎn)元器件生產(chǎn)要利用監(jiān)制驗(yàn)收、補(bǔ)充篩選等措施對(duì)元器件本身質(zhì)量及可靠性水平進(jìn)行判斷。

2.3 元器件的使用可靠性

元器件在使用過程中有一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)，就是元器件裝機(jī)失效率，具體是指元器件使用可靠性的程度。用戶可以利用元器件選用控制、靜電防護(hù)、降額使用這些措施促進(jìn)使用可靠性的提升。

3 國(guó)產(chǎn)元器件可靠性出現(xiàn)的若干問題

通常而言，國(guó)產(chǎn)元器件的整體工藝技術(shù)及其可靠性保證技術(shù)水平不斷增強(qiáng)，但是和外國(guó)超級(jí)的技術(shù)對(duì)比，依然存在差距，通常表現(xiàn)在質(zhì)量不牢固、技術(shù)不先進(jìn)、管理不合理這些方面，有時(shí)也產(chǎn)生批次性問題。另外一些生產(chǎn)企業(yè)也出現(xiàn)設(shè)備硬件條件問題，直接限制產(chǎn)品質(zhì)量的提高，具體而言包括部分設(shè)備落后、陳舊老化、設(shè)備能力有限、缺乏生產(chǎn)紀(jì)律、環(huán)境亂等問題。總體來說，元器件本身質(zhì)量與可靠性問題出現(xiàn)的原因主要有如下兩項(xiàng)：

3.1 生產(chǎn)廠

（1）沒有可靠的基礎(chǔ)工藝。大功率器件芯片燒結(jié)工藝這一層面；用戶補(bǔ)充篩選中出現(xiàn)批次性質(zhì)量問題，導(dǎo)致整批產(chǎn)品沒有辦法合理利用；（2）外購零件沒有高的工藝技術(shù)、質(zhì)量控制不達(dá)標(biāo)，常見的有外購管殼產(chǎn)生的質(zhì)量問題、電路產(chǎn)生銹蝕的問題；（3）生產(chǎn)過程控制不按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，導(dǎo)致數(shù)據(jù)參數(shù)不一致，比如一些元器件參數(shù)上說得過去，但是離散性不好；（4）進(jìn)行元器件技術(shù)狀態(tài)控制的時(shí)候產(chǎn)生缺陷，生產(chǎn)的產(chǎn)品規(guī)格狀態(tài)不符合用戶的具體要求；（5）元器件例行試驗(yàn)管理方面，一些試驗(yàn)的量級(jí)因?yàn)闂l件約束，最終滿足不了對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)；（6）包裝運(yùn)輸問題，比如針對(duì)靜電敏感元器件，沒有配備靜電防護(hù)包裝及標(biāo)識(shí)；（7）元器件生產(chǎn)文件資料管理問題，主要有數(shù)據(jù)記錄不達(dá)標(biāo)、不完整。

3.2 元器件質(zhì)量及可靠性保證

元器件的基礎(chǔ)質(zhì)量等級(jí)沒有辦法達(dá)到高等級(jí)元器件的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，以上問題經(jīng)常見到，依然需要用戶補(bǔ)充進(jìn)項(xiàng)目。大部分附加質(zhì)量確保工作以后便能利用；多數(shù)種類的元器件質(zhì)量等級(jí)、標(biāo)準(zhǔn)與外國(guó)先進(jìn)水平相比還存在較大差距。例如：國(guó)內(nèi)外基礎(chǔ)水平的不同，當(dāng)今航天用國(guó)產(chǎn)集成電路最高技術(shù)條件沒有滿足宇航級(jí)要求。為讓航天型號(hào)應(yīng)用的穩(wěn)定可靠性增強(qiáng)，客戶進(jìn)行一系列保證工作，其中就包括元器件質(zhì)量及可靠性保證工作，往往包含監(jiān)制驗(yàn)收以及補(bǔ)充篩選這些過程，但是就宇航級(jí)元器件的要求來說還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。一方面是設(shè)備條件有限，一些項(xiàng)目無法實(shí)施，比如晶片批接收檢驗(yàn)、ESD試驗(yàn)、內(nèi)部水汽含量檢測(cè)等情況。

4 解決對(duì)策

4.1 加強(qiáng)設(shè)計(jì)師的責(zé)任心

可靠性保證技術(shù)的重視程度也說明對(duì)設(shè)計(jì)師的要求也隨之提升，要加強(qiáng)設(shè)計(jì)師的責(zé)任心。具體而言，要做好以下兩個(gè)方面：（1）設(shè)計(jì)師要熟悉和了解元器件，要對(duì)選用的元器件的特性、結(jié)構(gòu)、質(zhì)量等級(jí)、失效模式、極限應(yīng)力、注意事項(xiàng)以及防護(hù)措施等了如指掌；（2）設(shè)計(jì)師要熟悉和了解使用環(huán)境，對(duì)元器件的應(yīng)用情況有一定了解，比如元器件在使用過程中有可能遇到機(jī)電、熱、輻射等環(huán)境，會(huì)對(duì)元器件的可靠性產(chǎn)生重要影響。

4.2 元器件的選用和使用方面

（1）元器件在型號(hào)方案的論證環(huán)節(jié)，要把元器件的選擇進(jìn)行詳細(xì)分析和論證，對(duì)元器件的型號(hào)、種類、質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行評(píng)審和確認(rèn)；（2）元器件進(jìn)行初步設(shè)計(jì)的時(shí)候，應(yīng)實(shí)施應(yīng)力-強(qiáng)度分析，還有實(shí)施失效模式分析；（3）元器件進(jìn)行工程研制的時(shí)候，要實(shí)施瞬態(tài)分析、容差分析以及微環(huán)境分析，也要實(shí)施線路仿真，要定出極限狀態(tài)。

4.3 促使元器件的可靠性保證技術(shù)水平的增強(qiáng)

（1）合理制定元器件的標(biāo)準(zhǔn)，主要有制定選用目錄、超目錄審批環(huán)節(jié)、采購規(guī)范流程、驗(yàn)收及補(bǔ)充篩選方法、評(píng)審辦法、失效元器件分析；（2）落實(shí)責(zé)任制度，每一個(gè)單位、每一個(gè)型號(hào)都要對(duì)其使用可靠性負(fù)責(zé)，配備研究、試驗(yàn)以及分析的技術(shù)支撐單位；（3）總體部門要制作一致要求，監(jiān)督其正常實(shí)施；（4）建立工作記錄及失效歷史數(shù)據(jù)系統(tǒng)。

4.4 總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、進(jìn)行數(shù)據(jù)分析

最終就是總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)，要上報(bào)到所有部門，讓其進(jìn)行改進(jìn)，以便促進(jìn)可靠性保證技術(shù)水平的

提高。

5 結(jié)語

總而言之，為了促進(jìn)國(guó)產(chǎn)元器件的原本質(zhì)量及可靠性保證技術(shù)水平的提高，要重視國(guó)產(chǎn)元器件的可靠性保證技術(shù)，加強(qiáng)設(shè)計(jì)師的責(zé)任心，從元器件的選用和使用方面著手，提高元器件的可靠性保證技術(shù)水平，并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)，從而確保國(guó)產(chǎn)元器件可靠性保證技術(shù)水平的提升。

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（責(zé)任編輯：秦遜玉）