如何制造過程中控制電子元器件的可靠性

因此，元器件的可靠性是型號研制過程中保證產(chǎn)品可靠性的重要環(huán)節(jié)之一，同時也對加快型號研制進(jìn)度、保證研制質(zhì)量、節(jié)約研制經(jīng)費、降低綜合保障費用和壽命周期費用都有重要意義。

元器件二次篩選

元器件的篩選分為“一次篩選”和“二次篩選”兩類。元器件在交付用戶使用前按元器件的產(chǎn)品規(guī)范(總規(guī)范、詳細(xì)規(guī)范)進(jìn)行的篩選稱為“一次篩選”。使用方在采購以后根據(jù)使用要求進(jìn)行的再次篩選稱為“二次篩選”。

目前，國內(nèi)元器件的生產(chǎn)水平，總體上與研制產(chǎn)品的使用要求相比或多或少地存在著一些差異，廠家進(jìn)行的一次篩選的篩選項目和應(yīng)力要求也不一定能滿足產(chǎn)品研制的需要。

進(jìn)口元器件中真正的“軍標(biāo)”產(chǎn)品不是很多，大部分還是中低檔產(chǎn)品，其中還可能存在許多假冒偽劣品。

而研制產(chǎn)品往往針對性很強，對存在某種失效模式的元器件必須嚴(yán)格剔除，否則不能保證產(chǎn)品可靠地進(jìn)行工作。這些都要求我們通過二次篩選來保證元器件的質(zhì)量。元器件的二次篩選是元器件質(zhì)量控制工作中的重要措施之一，對產(chǎn)品的可靠性保證有著重要意義。

二次篩選時應(yīng)注意的幾個問題：

1、對型號研制中采用的元器件應(yīng)實行100%的二次篩選，這樣才能最大限度地剔除存在有某種失效模式的元器件。

2、針對產(chǎn)品的用途進(jìn)行有選擇性的篩選。例如：抗幅照能力的考核就是一個特例。對宇航電子設(shè)備是必須考慮的，對地面電子設(shè)備則基本上可以不考慮。

3、對由于手段問題不能進(jìn)行篩選的元器件，須采取其它的控制方式來保證其質(zhì)量。例如在使用的電路上進(jìn)行了一些試驗或者委托其它單位進(jìn)行試驗等等。

4、考慮到二次篩選的局限性，必須嚴(yán)格控制它的批允許失效百分比(PDA)。

二次篩選的通用項目：

溫度循環(huán)：檢查結(jié)構(gòu)缺陷

恒溫加速度：檢查內(nèi)引線

顆粒碰撞噪聲檢測：檢查有無雜質(zhì)

電老煉：檢查早期失效

高低溫測試：檢查參數(shù)漂移

常溫初測和終測：檢查產(chǎn)品是否合格

檢漏：檢查漏氣與否

外觀目檢

元器件的破壞性物理分析（DPA）

破壞性物理分析(DPA)技術(shù)是應(yīng)工程需要，為保證元器件的高可靠性要求而發(fā)展起來的，它能反映出元器件二次篩選過程中不可能發(fā)現(xiàn)的一些缺陷。

大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計中表明：能通過篩選淘汰的不合格品項目如外部目檢、PIND和檢漏所占的比例在36.9%，而通過篩選不能剔除的缺陷入內(nèi)部目檢、剪切力、鍵合力等比例達(dá)到63.1%，可見無法通過篩選提出的數(shù)量之多。

開展DPA一般原則：

1、重要型號或一般型號的重要電子產(chǎn)品所選用的元器件需作DPA；

2、器件的等級低于型號要求的元器件；

3、未能按型號要求逆行能夠補充篩選的元器件；

4、在試驗中曾發(fā)生故障的同批次元器件；

5、超過貯存期的元器件，做DPA試驗時要合理選擇項目、選擇有關(guān)部門認(rèn)證的DPA試驗室進(jìn)行。

元器件的貯存和保管

元器件的貯存與保管必須符合其規(guī)定的貯存保管條件，特別對需要防潮、防腐、防老化、防靜電等電子元器件更應(yīng)妥善保管，存放元器件的庫房存放應(yīng)做到不同品種和不同批次分類存放，庫房內(nèi)應(yīng)標(biāo)志明顯、排列有序、安全穩(wěn)妥、存放合理、庫房整潔、溫濕度有記錄。并對庫存放過程中對有定期測試要求的電子元器件進(jìn)行定期質(zhì)量檢驗，發(fā)現(xiàn)不合格品及時隔離出庫，并記錄在案。

元器件的電裝和調(diào)試

當(dāng)元器件的固有可靠性和使用可靠性為一定值時，則電裝工藝的可靠性決定了電子產(chǎn)品的可靠性。因此，我們必須重視電子元器件的電裝可靠性，以保證電子元器件的使用可靠性。

元器件進(jìn)入生產(chǎn)車間，依據(jù)圖紙和工藝要求，進(jìn)行電裝焊接。電裝工藝對各種元器件的焊接時間，焊接溫度以及元器件對防靜電的要求都應(yīng)明確給出。

如某CMOS集成電路焊接時間小于4s，焊接溫度小于240℃，應(yīng)在靜電防護(hù)區(qū)內(nèi)焊接。對于某些集成電路為更換方便或不宜直接焊接，應(yīng)明確先焊接集成電路插座，對有散熱要求的，應(yīng)明確焊接高度。

生產(chǎn)車間的電裝工人應(yīng)經(jīng)過培訓(xùn)，能完成元器件抽檢中未盡事宜，如元器件是否混裝，標(biāo)識是否正確，焊腳或插針是否變形，外觀是否有破損等。

通電調(diào)試印制板前，主要檢查元器件方向，以及印制板焊接有無短路、虛焊等。調(diào)試過程是否帶電作業(yè)，應(yīng)特別注意靜電防護(hù)和調(diào)試工具。調(diào)試工具是否符合防靜電要求，直接影響靜電敏感器件在調(diào)試過程中靜電放電通路的順暢。調(diào)試更換元器件或發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)有詳細(xì)記錄，并通知設(shè)計人員，查找原因。

例如：計使用500Ω偏差不超過10%的電位器，批質(zhì)量臨界461Ω，判合格，電裝調(diào)試發(fā)現(xiàn)預(yù)定功能難調(diào)，設(shè)計人員根據(jù)調(diào)試記錄，分析電路，具體到哪一種元器件參數(shù)不合適則更換，以提高元器件的使用可靠性。

元器件失效分析

失效分析是發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的重要途徑，在產(chǎn)品測試，系統(tǒng)聯(lián)調(diào)等過程中發(fā)現(xiàn)元器件失效時，對于典型失效或批次質(zhì)量問題的元器件，元器件質(zhì)量控制部門應(yīng)組織有關(guān)技術(shù)人員和質(zhì)量控制人員共同進(jìn)行失效分析，明確失效機理，查明失效原因；

關(guān)鍵的、重要的元器件失效、重復(fù)多次出現(xiàn)失效而原因不明的元器件以及選用的質(zhì)量等級不明或偏低的元器件，應(yīng)將其作為重點，可由專業(yè)的失效分析實驗室進(jìn)行。通過試銷分析可以改進(jìn)設(shè)計，加強關(guān)鍵工序的管理，使產(chǎn)品的可靠性不斷提高；

同時，也提高了設(shè)計、制造和相關(guān)人員的業(yè)務(wù)技術(shù)水平。 失效分析后確認(rèn)屬批次性質(zhì)量問題的，至少應(yīng)在本研制型號的范圍內(nèi)發(fā)出通報和警示，以避免類似情況的再次發(fā)生。

建立元器件質(zhì)量數(shù)據(jù)庫

建立元器件質(zhì)量數(shù)據(jù)庫能夠比較綜合地反映出元器件的質(zhì)量狀態(tài)，從中可以看出廠家的生產(chǎn)水平、工藝水平，對型號研制所選用元器件可提供相應(yīng)的質(zhì)量數(shù)據(jù)，為一些決策提供依據(jù)。

據(jù)此也可調(diào)整供貨廠家，有選擇地委托特定廠家進(jìn)行新型元器件研制工作和提出資助技改的建議，從而進(jìn)一步保證元器件的質(zhì)量與可靠性。型號研制單位應(yīng)建立從元器件選用、訂購、監(jiān)制驗收、二次篩選、DPA、保管和失效分析全過程的信息存入信息庫，并建立能檢索元器件去向包括裝機元器件和失效元器件信息的信息庫。

數(shù)據(jù)庫應(yīng)該由質(zhì)量檢驗部門建立，采購、試驗和研制等部門配合，并提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)。質(zhì)量部門利用計算機對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行統(tǒng)計和分析，再將結(jié)果反饋至采購、試驗和研制部門，據(jù)此對元器件的采購、試驗、采用進(jìn)行調(diào)整，提高元器件的可靠性。

為提高電子元器件的使用可靠性，必須做好元器件的設(shè)計選用、檢驗、測試、篩選、儲存保管、電裝等工作；它將為提高電子產(chǎn)品可靠性提供堅實基礎(chǔ)。根據(jù)上面的論述和一些型號研制的經(jīng)驗可見：

1、編制型號元器件優(yōu)選目錄是開展元器件工作的基石，必須予以充分重視。

2、二次篩選是裝機元器件必須進(jìn)行的，重點型號要求100%進(jìn)行二次篩選。

3、失效分析和DPA是發(fā)現(xiàn)元器件質(zhì)量問題的重要手段，從長遠(yuǎn)來看，它們大大減少了裝備的壽命周期費用。