分析電子元器件質(zhì)量及其可靠性管理

邢藝韜 里宇樞

摘要：隨著時(shí)代的發(fā)展，人們對(duì)電子產(chǎn)品的需求越來越大，它的功能也越來越豐富，總體的智能程度也越來越高。同時(shí)，零部件的品質(zhì)和可靠性得到了極大的改善，為工業(yè)的發(fā)展提供了必要的條件。在此背景下，市場(chǎng)的競爭愈演愈烈，因此，企業(yè)應(yīng)該更加注重自身的品質(zhì)。本文對(duì)影響電子元件質(zhì)量的因素進(jìn)行了簡單的分析，并對(duì)其進(jìn)行了總結(jié)，以期對(duì)今后的工作有所幫助。

關(guān)鍵詞：電子產(chǎn)品;智能程度;電子元件

1.電子元器件質(zhì)量分析

1.1電子元器件的需求確認(rèn)

根據(jù)研制任務(wù)和系統(tǒng)可靠性分布的要求，必須了解電子產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)、構(gòu)成體系和功能，進(jìn)而確定其需求原理和集成方案。電子產(chǎn)品的構(gòu)成系統(tǒng)是由其功能類型和集成方案所決定的。根據(jù)電子產(chǎn)品的要求，電子產(chǎn)品的種類很多，例如大規(guī)模集成電路、晶體管集成電路、大型集成電路、中小集成電路、超高速集成電路、微波/毫米波 MIMIC電路、電子顯示系統(tǒng)、智能微系統(tǒng)等。電子產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)也包括：體積、質(zhì)量、成本、適用性、后期維護(hù)和容錯(cuò)技術(shù)、安全設(shè)計(jì)、射頻設(shè)計(jì)、EMC設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)等。在確定了電子設(shè)備的組成系統(tǒng)后，要選擇元件的整合方案，并進(jìn)行論證。

1.2電子元器件選用

電子元件包含二極管，三極管，濾波器，電阻，電容，熔絲，接插件，晶振，磁性元件，頻率元件，電連接器，繼電器，光耦，光電器件，開關(guān)元件，電線電纜，電氣控制機(jī)械設(shè)備，數(shù)字Ic，電源模塊，等等。在多種型號(hào)、規(guī)格的情況下，元器件的選擇要依據(jù)功能要求、環(huán)境條件和元器件的可靠性要求和規(guī)定的應(yīng)用等級(jí)、質(zhì)量等級(jí)來選擇。選擇時(shí)要充分考慮到下列幾點(diǎn)：（1）元件的極限，元件的定位要充分考慮到邊界條件，并進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算和分析。在產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)、技術(shù)性能指標(biāo)等方面，采用的零部件必須符合有關(guān)技術(shù)規(guī)范。（2）在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選用國內(nèi)的元件，盡量選用通用的、常用的、已用的、技術(shù)成熟的、選用與插腳相匹配的元件。（3）減少元器件規(guī)格、品種和承建單位的數(shù)量。

1.3 電子元器件的設(shè)計(jì)質(zhì)量控制

要保證產(chǎn)品的質(zhì)量，必須在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中實(shí)施質(zhì)量管理，從源頭上進(jìn)行質(zhì)量控制。首先，在設(shè)計(jì)階段和設(shè)計(jì)原型時(shí)，要編寫概要和控制計(jì)劃，制訂控制標(biāo)準(zhǔn)，并提出具體的控制方法;在設(shè)計(jì)樣機(jī)的過程中，要完成元器件的測(cè)試、篩選、復(fù)驗(yàn)和裝配一體化的技術(shù)要求，并對(duì)元器件的失效分析與驗(yàn)證、可靠性預(yù)測(cè)與分析。同時(shí)，要做好樣品選擇的元件和設(shè)備的可靠性應(yīng)用設(shè)計(jì)工作，根據(jù)這一階段的元件資料，對(duì)大綱和規(guī)格等進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，并不斷地修改這些方案和性能指標(biāo)，做好試驗(yàn)驗(yàn)證、動(dòng)態(tài)管理和統(tǒng)計(jì)信息。

2.電子元器件可靠性分析

電氣設(shè)備的可靠性可以分為兩類，既有可靠性，也有內(nèi)在可靠性。利用可靠性和內(nèi)在可靠性是電子元件失效的一個(gè)重要因素，從有關(guān)資料來看，在影響元件失效的各種因素中，使用可靠度和內(nèi)在可靠度的比率是非常高的，幾乎占到了半數(shù)。元件的可靠性是影響其可靠性的重要因素。因此，在電氣產(chǎn)品開發(fā)中，要從多個(gè)角度改善其可靠性。其特點(diǎn)有二：（1）選擇其自身可靠性高、質(zhì)量保證高的產(chǎn)品。（2）采取減量設(shè)計(jì)、熱設(shè)計(jì)、二次篩選等必要的檢驗(yàn)手段，記錄、存檔、跟蹤、分析，建立一個(gè)完整的閉環(huán)體系。此閉環(huán)控制系統(tǒng)包括：元器件降額設(shè)計(jì)、采購驗(yàn)收、二次篩選、貯存保管、電氣裝配、破壞性物理分析、失效分析、信息管理等。

3.電子元器件可靠性管理措施

3.1電子元器件的破壞性

目前，電子元件的破壞性測(cè)量方法多為軟性分析。所謂的軟性分析，就是將同一批次的產(chǎn)品隨機(jī)抽取，進(jìn)行測(cè)試和分析，然后根據(jù)分析的結(jié)果來判定產(chǎn)品的品質(zhì)，如果產(chǎn)品的品質(zhì)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相符，那么就可以認(rèn)定產(chǎn)品是合格的，反之，就必須進(jìn)行再加工，確保產(chǎn)品的合格率，從而保證產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2材料的二次篩選

二次篩選也是電子產(chǎn)品品質(zhì)控制的關(guān)鍵，它能明顯地改善產(chǎn)品的整體合格率，減少再加工，節(jié)省時(shí)間。但二次篩選，也要有嚴(yán)整的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并對(duì)電子元件進(jìn)行分類，并明確規(guī)定。例如，對(duì)于在研究和開發(fā)階段的電子元件，應(yīng)該更嚴(yán)格地進(jìn)行二次篩選，對(duì)于普通元件，可以適當(dāng)放寬一些。對(duì)某些關(guān)鍵部位、關(guān)鍵部位的元器件，更要嚴(yán)格把關(guān)，或者根據(jù)具體情況將二次篩選交給第三方機(jī)構(gòu)進(jìn)行。

3.3熱設(shè)計(jì)和降額設(shè)計(jì)

熱設(shè)計(jì)、降額設(shè)計(jì)歷來是控制系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵，它能有效地確保系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。間距設(shè)計(jì)的基本思想就是根據(jù)產(chǎn)品的使用情況，決定其不同的層次，然后再根據(jù)不同的因素來選擇不同的元件。熱設(shè)計(jì)的理念是將有關(guān)元件的設(shè)計(jì)規(guī)范與設(shè)計(jì)規(guī)范相結(jié)合，并對(duì)工作溫度、熱學(xué)原理等因素進(jìn)行控制?？傊?，熱工和減量的設(shè)計(jì)都會(huì)對(duì)整個(gè)電子元件的質(zhì)量造成很大的影響，從而極大地改善了器件的可靠性，同時(shí)也減少了系統(tǒng)的失效率。

3.4失效分析

故障分析是目前電子產(chǎn)品質(zhì)量改善的重要方法。在開發(fā)階段，若能積極地進(jìn)行故障分析，將會(huì)大大減少故障的發(fā)生，特別是在系統(tǒng)的測(cè)試期間。如果產(chǎn)品有問題，我們應(yīng)該立即通知產(chǎn)品的研發(fā)人員和質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析。找到故障的原因和機(jī)制，再進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，如果設(shè)備出現(xiàn)故障，短時(shí)間內(nèi)很難處理，就必須請(qǐng)有資質(zhì)的專業(yè)人員來處理。

3.5電子元器件的存儲(chǔ)

在以上的設(shè)計(jì)和制造過程中，對(duì)產(chǎn)品的可靠性進(jìn)行管理，同時(shí)也要按照嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范來確保產(chǎn)品的使用。另外，要注意室內(nèi)的空氣濕度、靜電防護(hù)、溫度等因素，元器件要分類存放，對(duì)腐蝕性較強(qiáng)的元器件要有專門的存放，并定期打掃和檢查，并做好元器件使用的登記管理。

結(jié)束語

目前，各種類型的電子產(chǎn)品層出不窮，但其可靠性還不夠完善，這就成為制約我國微電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該把可靠性管理與設(shè)計(jì)工作相結(jié)合，從而有效地提高系統(tǒng)的可靠性。但是電子元件是電子產(chǎn)品的基本部件，它的質(zhì)量會(huì)對(duì)產(chǎn)品的性能造成很大的影響。因此，必須加強(qiáng)可靠性管理。本文對(duì)影響電子元件質(zhì)量的因素進(jìn)行了簡單的分析，并對(duì)其進(jìn)行了總結(jié)，以期對(duì)今后的工作有所幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]馮俊， 彭麗娟. 關(guān)于電子元器件質(zhì)量和可靠性管理措施分析[J]. 信息系統(tǒng)工程， 2017（6）：1.