分析精密電子產(chǎn)品中電子元器件的質(zhì)量控制

陳軒 楊端 單昌武

摘 要：本文從電子元器件質(zhì)量控制的意義出發(fā)，對電子元器件的選擇進(jìn)行了分析，歸納了電子元器件質(zhì)量控制的具體策略。管理和生產(chǎn)人員要充分認(rèn)識控制電子元器件質(zhì)量的重要性，加強(qiáng)對不同環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，保證元器件質(zhì)量符合要求，從而有利于精密電子產(chǎn)品生產(chǎn)任務(wù)的完成。

關(guān)鍵詞：精密電子產(chǎn)品;電子元器件;質(zhì)量控制

引言：在精密電子產(chǎn)品中，電子元器件屬于最小的構(gòu)成單位，亦是決定產(chǎn)品性能和質(zhì)量的基礎(chǔ)。因而，在生產(chǎn)精密電子產(chǎn)品時(shí)，有效控制電子元器件的質(zhì)量具有十分重要的意義。本文從電子元器件質(zhì)量控制的意義出發(fā)，對電子元器件的選擇進(jìn)行了分析，歸納了電子元器件質(zhì)量控制的具體策略，希望有助于提升精密電子產(chǎn)品中電子元器件的質(zhì)量。

一、加強(qiáng)精密電子產(chǎn)品中電子元器件質(zhì)量控制的意義

現(xiàn)有研究表明，電子元器件存在的故障往往是導(dǎo)致電子產(chǎn)品故障的重要原因?；萜展緦σ酝鶛C(jī)器維修中發(fā)現(xiàn)的問題加以分析，其中約有四分之三是由部件故障所導(dǎo)致的。歐洲阿里安火箭曾經(jīng)出現(xiàn)八次的發(fā)射失敗，其中七次失敗的原因正是元器件故障。若某一電子產(chǎn)品中有一萬五千個(gè)部件，為了確保系統(tǒng)的可靠性能夠達(dá)到百分之九十五，就必須確保各個(gè)部件的可靠性能夠達(dá)到99.99987%以上。因而，對于精密電子產(chǎn)品而言，其電子元器件的質(zhì)量具有十分重要的作用。例如，軍事、航天領(lǐng)域所使用的戰(zhàn)略導(dǎo)彈、運(yùn)載火箭的控制系統(tǒng)、遙測系統(tǒng)以及地面設(shè)備都需要幾千乃至幾萬個(gè)電子元器件方能進(jìn)行工作，電子元器件對這些設(shè)備在運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性和安全性具有直接的影響。因此，如何有效提升電子元器件的質(zhì)量業(yè)已漸漸成為精密電子產(chǎn)品制造中的關(guān)鍵問題之一。

二、精密電子產(chǎn)品的電子元器件選用

在精密電子產(chǎn)品生產(chǎn)中，對電子元器件的選擇標(biāo)準(zhǔn)超過一般電子產(chǎn)品，這些元器件所具有的性能和參數(shù)將影響精密電子產(chǎn)品能否實(shí)現(xiàn)其整體功能。尤其是電子元器件的質(zhì)量、電磁兼容性、適用穩(wěn)定性、參數(shù)溫度以及使用壽命等都是產(chǎn)品在功能選擇和設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)考慮的問題。在設(shè)計(jì)開發(fā)精密電子產(chǎn)品的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)以比較成熟的電子元器件作為設(shè)計(jì)的原型，強(qiáng)調(diào)電子元器件應(yīng)具備較高的實(shí)用性，以充分滿足產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)的需求。若設(shè)計(jì)人員在開發(fā)時(shí)選擇了存在漏洞或使用率不高的電子元器件，就有可能造成產(chǎn)品部分功能難以得到實(shí)現(xiàn)，或投入生產(chǎn)后產(chǎn)生無法兼容的問題。因而，設(shè)計(jì)人員在選擇電子元器件時(shí)應(yīng)當(dāng)遵循下列幾項(xiàng)原則：

（一）根據(jù)精密電子產(chǎn)品的開發(fā)需求與功能導(dǎo)向選擇

電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)按照產(chǎn)品的發(fā)展需求和功能定位，選用最為合適的元器件，并根據(jù)元器件的質(zhì)量和性能，評價(jià)其適用性和功能的兼容性。特別是在選定以后，有必要對精密電子產(chǎn)品進(jìn)行熱處理和降額處理的測試，以保證電子元器件具備適用性。在提升元器件質(zhì)量水平的同時(shí)，還要注重驗(yàn)證其在產(chǎn)品中能夠維持的工作壽命。

（二）選擇具備較高生產(chǎn)供貨能力的電子元器件供應(yīng)商

電子產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)在保證電子元器件供應(yīng)的基礎(chǔ)上，選擇生產(chǎn)能力和供應(yīng)能力較強(qiáng)的供應(yīng)商，在需要擴(kuò)大生產(chǎn)指標(biāo)的時(shí)候能夠有效降低供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)。而且，企業(yè)還要按照電子元器件的產(chǎn)品規(guī)格、質(zhì)量和數(shù)量，合理調(diào)整其他供應(yīng)商的供貨數(shù)量，對所采購元器件的質(zhì)量加以有效監(jiān)控。

（三）選擇成熟技術(shù)電子元器件

因?yàn)橐恍┬麻_發(fā)的電子元器件在短時(shí)間內(nèi)難以獲得充分的市場反饋數(shù)據(jù)，在此后的使用中有可能產(chǎn)生一定的功能缺陷或質(zhì)量問題。在選擇電子元器件的時(shí)候，企業(yè)應(yīng)當(dāng)側(cè)重選擇那些技術(shù)成熟、功能和質(zhì)量反饋良好的產(chǎn)品。若企業(yè)由于技術(shù)需求不得不選用新開發(fā)的產(chǎn)品，在投入使用以前需要開展大量的調(diào)試和性能測試工作，再借助技術(shù)鑒定手段提升性能指標(biāo)認(rèn)可度。

三、精密電子產(chǎn)品中電子元器件的質(zhì)量控制策略

（一）加強(qiáng)二次篩選電子元器件的質(zhì)量控制效果

精密電子產(chǎn)品的性能由組成產(chǎn)品的大量電子元器件的相關(guān)性能進(jìn)行保證，而不合格的電子元器件或性能較差的電子元器件對精密電子產(chǎn)品的實(shí)用性顯然會(huì)造成不利影響。因而，產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化對電子元器件的二次篩選，以提升質(zhì)量控制的效果。借助性能測試手段，能夠淘汰那些沒有達(dá)到預(yù)期性能的電子元器件，從而提升其穩(wěn)定性和可靠性。企業(yè)在開展二次篩選工作的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)注意下列要求：第一，企業(yè)應(yīng)當(dāng)對所有電子元器件進(jìn)行驗(yàn)收，盡可能淘汰不合格元器件，對與電子產(chǎn)品相關(guān)的性能加以檢查和測試。第二，在選用進(jìn)口電子元器件的時(shí)候，應(yīng)按生產(chǎn)企業(yè)所提供的相應(yīng)檢測標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測和校準(zhǔn)，使用整機(jī)篩選或板級篩選的方式淘汰性能不佳的產(chǎn)品。第三，選擇合格的元器件檢測機(jī)構(gòu)，提升篩選的效率和效果，確保元器件在投入使用之后不會(huì)發(fā)生不應(yīng)有的質(zhì)量問題。第四，在進(jìn)行篩選的時(shí)候，應(yīng)盡可能防止電子元器件出現(xiàn)氧化或引線變形的現(xiàn)象，以確保篩選機(jī)制不會(huì)對后續(xù)的使用造成不良影響。

（二）利用 DPA 分析電子元器件的性能

DPA是破壞性物理處理和分析的檢驗(yàn)方法，亦是檢驗(yàn)電子元器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料質(zhì)量的監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)。通過解剖元器件的樣品，比較解剖前后的性能，就可以檢驗(yàn)相應(yīng)的物理應(yīng)用效果。對于同一批次的元器件，可以通過取樣進(jìn)行DPA監(jiān)測，然后再對二次篩選的監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行檢查，這也是全面質(zhì)量控制的一種補(bǔ)充操作。在二次篩選的時(shí)候如果發(fā)現(xiàn)并處理缺陷，就能夠顯著提升質(zhì)量控制的效果。這一檢驗(yàn)方法的優(yōu)點(diǎn)在于對實(shí)驗(yàn)階段未發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量隱患進(jìn)行深入分析，特別是解剖以后，能夠迅速找到并處理有關(guān)的問題。例如在控制電子設(shè)備的水汽含量監(jiān)測中，能高效率地區(qū)分其是否處于失效模式并進(jìn)行判斷。盡管在有效施工期以前不易找到相應(yīng)的問題，但在以后的使用中，可以在不同的時(shí)間段表現(xiàn)出特定的適用性特點(diǎn)。例如，電子元件發(fā)生電擊腐蝕或內(nèi)部焊點(diǎn)損耗，如果此類電子元器件的有效性沒有經(jīng)過二次篩選的有效鑒定，就可以在DPA中監(jiān)測水汽含量的時(shí)候進(jìn)行鑒定，從而提升監(jiān)測結(jié)果的有效性。因而，這一檢驗(yàn)方法從根本上提升了電子元器件驗(yàn)收和批量處理的可靠性。

在使用DPA對電子元器件進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，需要注意以下問題：第一，在精密電子產(chǎn)品中，應(yīng)當(dāng)及時(shí)分析相應(yīng)的電子元器件，確保監(jiān)測效率和處理控制要求具有一致性。第二，為了有效提升檢測結(jié)果的可靠性，就應(yīng)當(dāng)挑選一個(gè)高資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室開展此項(xiàng)工作。第三，應(yīng)當(dāng)在電子產(chǎn)品進(jìn)行裝設(shè)之前就完成DPA分析，保證監(jiān)測頻率與裝設(shè)規(guī)范一致。而且，企業(yè)如果使用抽檢的方式進(jìn)行DPA分析，零部件的原始樣品規(guī)格也必須符合DPA檢驗(yàn)的實(shí)際需要，一般批次的抽樣標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)達(dá)到總基數(shù)的百分之十以上。第四，對于電子元器件中內(nèi)腔過小的器件，可以省去水汽含量檢測的步驟，但應(yīng)當(dāng)對此進(jìn)行備案，以利于今后在產(chǎn)生質(zhì)量缺陷時(shí)能夠及時(shí)提出參考量。而且，所有的電子元器件在進(jìn)行檢測的時(shí)候，都應(yīng)當(dāng)采用統(tǒng)一的材料和工藝標(biāo)準(zhǔn)，并由封裝設(shè)備加以處理，由此確保實(shí)際檢測結(jié)果的統(tǒng)一性，這是質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)化的基本要求。

結(jié)語：在精密電子產(chǎn)品生產(chǎn)中，電子元器件的質(zhì)量管理工作具有重要意義，其涉及的內(nèi)容具有多樣性。管理和生產(chǎn)人員要充分認(rèn)識元器件質(zhì)量的重要性，加強(qiáng)對不同環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，保證元器件質(zhì)量符合要求，從而有利于精密電子產(chǎn)品生產(chǎn)任務(wù)的完成。

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