有關國產元器件可靠性的保證技術

印曉紅

摘要：文章首先闡述了國產元器件的可靠性保證內容，重點介紹了元器件本身質量和可靠性認證、元器件本身可靠性的保證手段、元器件的使用可靠性，并就國產元器件可靠性存在的問題進行了分析，提出了相應的解決對策。

關鍵詞：國產元器件；可靠性；保證技術；基礎質量等級；質量保證措施 文獻標識碼：A

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

1 概述

電子產品是由許多電子元器件組成，而數臺電子設備組成系統。系統和設備使用中一臺元器件失效就可以造成整臺設備或者是系統無法正常運行，尤其是對一些大型設備及系統來說這個問題有可能是致命的。隨著科學技術的發展和進步，元器件國產化占比隨之增高。然而國產元器件在工程應用中也暴露出諸多問題，特別是在元器件的質量問題及可靠性方面，電子元器件的可靠性是其最基礎和核心的標準，對于電子設備產品質量有直接影響。因此，對國產元器件可靠性保證技術進行研究具有重要意義。

2 國產元器件的可靠性保證內容

對于國產元器件的可靠性保證內容而言，其往往包含以下內容：國家就元器件生產線、產品質量與其可靠性的對應認證以及評價；用戶重點就元器件供應方做出評價，就產品做出評價與認定，就管理技術標準實施選擇及其制定，重點就元器件的全過程進行管理和控制，具體包括選用采購、監制驗收、到貨檢驗、補充篩選、特殊試驗、運輸倉儲以及信息管理等。

2.1 元器件本身質量和可靠性認證

元器件本身質量及可靠性認證主要是指元器件的設計與其生產環節，也有生產線的生產流程、制造技術、管理技術這些對元器件自身質量可靠性存在一些影響。國產元器件通過總裝元器件認定委員會對生產線及產品認證和鑒定進行相關可靠性水平的認定工作。利用對產品、生產線實施認定，讓它列入總裝合格產品目錄（QPL）/合格供應商名錄。一般而言，元器件的采購規范與其采購技術條件中有對其質量和可靠性的相關

要求。

2.2 元器件本身可靠性的保證措施

用戶方能夠利用監制驗收、補充篩選、破壞性物理分析（DPA）等質量保證措施，對不合格的產品或者是存在質量缺陷的產品進行檢驗并剔除。我們要認清國產元器件無論是在設計、質量還是可靠性水平方面，都和國外發達國家元器件相關技術有所差距，因此，對國產元器件進行監制驗收及補充篩選，和國外標準和條件相比要嚴格得多。比如，美國標準中無需下廠監制，然而國產元器件生產要利用監制驗收、補充篩選等措施對元器件本身質量及可靠性水平進行判斷。

2.3 元器件的使用可靠性

元器件在使用過程中有一個重要標準，就是元器件裝機失效率，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、降額使用這些措施促進使用可靠性的提升。

3 國產元器件可靠性出現的若干問題

通常而言，國產元器件的整體工藝技術及其可靠性保證技術水平不斷增強，但是和外國超級的技術對比，依然存在差距，通常表現在質量不牢固、技術不先進、管理不合理這些方面，有時也產生批次性問題。另外一些生產企業也出現設備硬件條件問題，直接限制產品質量的提高，具體而言包括部分設備落后、陳舊老化、設備能力有限、缺乏生產紀律、環境亂等問題。總體來說，元器件本身質量與可靠性問題出現的原因主要有如下兩項：

3.1 生產廠

（1）沒有可靠的基礎工藝。大功率器件芯片燒結工藝這一層面；用戶補充篩選中出現批次性質量問題，導致整批產品沒有辦法合理利用；（2）外購零件沒有高的工藝技術、質量控制不達標，常見的有外購管殼產生的質量問題、電路產生銹蝕的問題；（3）生產過程控制不按照標準進行，導致數據參數不一致，比如一些元器件參數上說得過去，但是離散性不好；（4）進行元器件技術狀態控制的時候產生缺陷，生產的產品規格狀態不符合用戶的具體要求；（5）元器件例行試驗管理方面，一些試驗的量級因為條件約束，最終滿足不了對應的標準；（6）包裝運輸問題，比如針對靜電敏感元器件，沒有配備靜電防護包裝及標識；（7）元器件生產文件資料管理問題，主要有數據記錄不達標、不完整。

3.2 元器件質量及可靠性保證

元器件的基礎質量等級沒有辦法達到高等級元器件的質量標準，以上問題經常見到，依然需要用戶補充進項目。大部分附加質量確保工作以后便能利用；多數種類的元器件質量等級、標準與外國先進水平相比還存在較大差距。例如：國內外基礎水平的不同，當今航天用國產集成電路最高技術條件沒有滿足宇航級要求。為讓航天型號應用的穩定可靠性增強，客戶進行一系列保證工作，其中就包括元器件質量及可靠性保證工作，往往包含監制驗收以及補充篩選這些過程，但是就宇航級元器件的要求來說還遠遠不夠。一方面是設備條件有限，一些項目無法實施，比如晶片批接收檢驗、ESD試驗、內部水汽含量檢測等情況。

4 解決對策

4.1 加強設計師的責任心

可靠性保證技術的重視程度也說明對設計師的要求也隨之提升，要加強設計師的責任心。具體而言，要做好以下兩個方面：（1）設計師要熟悉和了解元器件，要對選用的元器件的特性、結構、質量等級、失效模式、極限應力、注意事項以及防護措施等了如指掌；（2）設計師要熟悉和了解使用環境，對元器件的應用情況有一定了解，比如元器件在使用過程中有可能遇到機電、熱、輻射等環境，會對元器件的可靠性產生重要影響。

4.2 元器件的選用和使用方面

（1）元器件在型號方案的論證環節，要把元器件的選擇進行詳細分析和論證，對元器件的型號、種類、質量等級進行評審和確認；（2）元器件進行初步設計的時候，應實施應力-強度分析，還有實施失效模式分析；（3）元器件進行工程研制的時候，要實施瞬態分析、容差分析以及微環境分析，也要實施線路仿真，要定出極限狀態。

4.3 促使元器件的可靠性保證技術水平的增強

（1）合理制定元器件的標準，主要有制定選用目錄、超目錄審批環節、采購規范流程、驗收及補充篩選方法、評審辦法、失效元器件分析；（2）落實責任制度，每一個單位、每一個型號都要對其使用可靠性負責，配備研究、試驗以及分析的技術支撐單位；（3）總體部門要制作一致要求，監督其正常實施；（4）建立工作記錄及失效歷史數據系統。

4.4 總結經驗、進行數據分析

最終就是總結經驗、分析數據，要上報到所有部門，讓其進行改進，以便促進可靠性保證技術水平的

提高。

5 結語

總而言之，為了促進國產元器件的原本質量及可靠性保證技術水平的提高，要重視國產元器件的可靠性保證技術，加強設計師的責任心，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水平，并總結經驗、分析數據，從而確保國產元器件可靠性保證技術水平的提升。

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（責任編輯：秦遜玉）