電子元器件質(zhì)量認(rèn)證中的計(jì)量管理要求

曹華 張同升

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十六研究所 安徽省合肥市 230000）

質(zhì)量認(rèn)證是以經(jīng)過(guò)確認(rèn)的相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，按規(guī)定的程序和要求對(duì)承制方生產(chǎn)線進(jìn)行體系認(rèn)證的過(guò)程。它由標(biāo)準(zhǔn)的編制及確認(rèn)、計(jì)量管理、產(chǎn)品鑒定、生產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)證、合格資格保持等部分組成，本文主要介紹認(rèn)證過(guò)程中計(jì)量管理的相關(guān)要求。

1 計(jì)量管理的基本要求

計(jì)量管理是指計(jì)量部門對(duì)企業(yè)測(cè)量設(shè)備、測(cè)量手段和方法，以及獲得、表示和測(cè)量結(jié)果的條件進(jìn)行的管理，在具體應(yīng)用中大體包括兩方面：

（1）測(cè)量設(shè)備應(yīng)經(jīng)計(jì)量活動(dòng)實(shí)現(xiàn)測(cè)量溯源，即保證計(jì)量單位的統(tǒng)一和量值的準(zhǔn)確可靠，經(jīng)計(jì)量確認(rèn)滿足預(yù)期使用的工藝要求；

（2）測(cè)量過(guò)程應(yīng)處于質(zhì)量受控狀態(tài)。電子元器件的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)/試驗(yàn)、儲(chǔ)存等各個(gè)環(huán)節(jié)都涉及了測(cè)量設(shè)備和測(cè)量過(guò)程，因此生產(chǎn)全過(guò)程都需要計(jì)量管理工作為其保駕護(hù)航。

2 電子元器件質(zhì)量認(rèn)證中有關(guān)計(jì)量管理的要求

在電子元器件質(zhì)量認(rèn)證工作中，明確要求計(jì)量管理工作要滿足GJB2712《裝備計(jì)量保障中測(cè)量設(shè)備和測(cè)量過(guò)程的質(zhì)量控制》相關(guān)要求。GJB2712A 對(duì)測(cè)量管理體系的具體要求如圖1。

由圖1 可知，在元器件質(zhì)量認(rèn)證的計(jì)量管理過(guò)程中，從測(cè)量需求開(kāi)始，為獲得持續(xù)穩(wěn)定可靠的測(cè)量結(jié)果，需要從人力、環(huán)境、外部供方、測(cè)量設(shè)備、測(cè)量過(guò)程幾方面同時(shí)管控。

圖1：測(cè)量管理體系簡(jiǎn)化模式

測(cè)量設(shè)備是測(cè)量過(guò)程、環(huán)境、人力、外部供方管理的基礎(chǔ)保障。但在認(rèn)證過(guò)程或生產(chǎn)線運(yùn)行中，經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)備投入使用后發(fā)現(xiàn)分辨力不夠或設(shè)備未經(jīng)過(guò)計(jì)量確認(rèn)或確認(rèn)不合理直接使用，造成設(shè)備極限誤差（測(cè)量不確定度）不滿足產(chǎn)品工藝要求等情況。下文主要從測(cè)量設(shè)備的配置和計(jì)量確認(rèn)兩方面簡(jiǎn)述計(jì)量管理中設(shè)備的管控。

3 電子元器件質(zhì)量認(rèn)證中測(cè)量設(shè)備的管理

3.1 測(cè)量設(shè)備的配置

測(cè)量設(shè)備不僅包括測(cè)量?jī)x器本身，還包括工裝、軟件、模/夾具等輔助設(shè)備，這些輔助設(shè)備直接影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，將其納入測(cè)量設(shè)備管理，有利于對(duì)測(cè)量過(guò)程進(jìn)行更全面的管控。

在電子元器件生產(chǎn)過(guò)程中，測(cè)量設(shè)備的配置是一個(gè)不可忽視的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)滿足從原材料、外購(gòu)件檢驗(yàn)，生產(chǎn)加工過(guò)程檢測(cè)，元器件檢驗(yàn)、試驗(yàn)以及涉及生產(chǎn)安全和環(huán)境監(jiān)測(cè)等全過(guò)程的符合預(yù)期的測(cè)量要求。

在設(shè)備配置時(shí)，應(yīng)考慮滿足測(cè)量范圍、分辨力、準(zhǔn)確度等技術(shù)要求，可通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)分析（MSA）驗(yàn)證設(shè)備配置的合理性。以型號(hào)TC20K‐HB 的電子天平為例，在采用MSA 驗(yàn)證之前，首先采用控制圖統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的有效性，如果R 圖上出現(xiàn)失控點(diǎn)，則表明操作者使用該儀器不能得到正常的測(cè)量結(jié)果。只有控制圖均為受控，才能采用該組數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)所選儀器是否合理，計(jì)算測(cè)量數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)偏差，如圖2。

圖2：-R 控制圖

為使測(cè)量數(shù)據(jù)盡量反映工藝本身的變化（有足夠的“精密度”），一般要求器具的標(biāo)準(zhǔn)偏差占測(cè)量數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)偏差的（1/10～3/10），即

表1：器具重復(fù)性和再現(xiàn)性數(shù)據(jù)表

由表2 可知，（R&R）%=22.6%，軟件經(jīng)過(guò)一系列分析，得出這套測(cè)量系統(tǒng)可接受，表明這臺(tái)電子天平的配置符合要求。

表2：器具重復(fù)性和再現(xiàn)性報(bào)告

3.2 計(jì)量確認(rèn)

計(jì)量確認(rèn)是確保測(cè)量設(shè)備的計(jì)量特性符合預(yù)期的使用要求（如測(cè)量范圍、分辨力、最大允許誤差等）。要求計(jì)量管理人員要能識(shí)別和確認(rèn)元器件的檢測(cè)、試驗(yàn)等需求，并轉(zhuǎn)化為對(duì)設(shè)備的參量及量程等計(jì)量保障要求。選擇具有與設(shè)備相應(yīng)檢定/校準(zhǔn)項(xiàng)目的計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)，完成計(jì)量校準(zhǔn)之后與設(shè)備本身的計(jì)量特性相比較，判斷其是否符合預(yù)期的適用要求。確認(rèn)時(shí)間間隔一般可與設(shè)備檢定/校準(zhǔn)周期一致，流程參見(jiàn)圖3。只有測(cè)量設(shè)備已被證實(shí)適用于預(yù)期使用要求并形成記錄，設(shè)備的計(jì)量工作才算完成。

圖3：測(cè)量設(shè)備計(jì)量確認(rèn)過(guò)程

通常計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)給出的都是校準(zhǔn)證書(shū)，需要計(jì)量管理人員自己判斷測(cè)量設(shè)備是否合格，JJF1094‐2002 對(duì)測(cè)量設(shè)備示值誤差符合性提出了具體要求：

待評(píng)定示值誤差的不確定度U95與被評(píng)定測(cè)量設(shè)備的最大允許誤差的絕對(duì)值MPEV 之比若滿足時(shí)，可不考慮示值誤差評(píng)定的測(cè)量不確定度的影響；若不滿足，則需考慮示值誤差測(cè)量不確定度的影響。

|Δ|≤MPEV 判為合格；

|Δ|>MPEV 判為不合格；

|Δ|≤MPEV‐U95判為合格；

|Δ|≥MPEV+U95判為不合格；

MPEV‐U95<|Δ|

式中：Δ—被檢測(cè)量?jī)x器的示值誤差；

當(dāng)測(cè)量設(shè)備示值誤差的符合性判為待定區(qū)時(shí)，可以選用準(zhǔn)確度更高的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)、改善環(huán)境條件、增加測(cè)量次數(shù)和改變測(cè)量方法等措施，降低示值誤差評(píng)定的測(cè)量不確定度U95后再進(jìn)行合格判定。

例如型號(hào)FA2104N（Max=210g，d=0.0001g，e=10d）的電子天平，由校準(zhǔn)證書(shū)可知：測(cè)量結(jié)果的不確定度U=0.4mg（k=2），最大允許誤差的絕對(duì)值（MPEV）是0.5e（0.0005g），用天平測(cè)量某10g砝碼10 次，測(cè)量數(shù)據(jù)為：10.0002、10.0001、9.9999、10.0002、10.0003、10.0001、10.0001、9.9999、10.0001、10.0002（單位：g）。

MPEV‐U95=0.5mg‐0.4mg=0.1mg

由于|Δ|≤MPEV‐U95，故判為合格。

一般經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)合格的測(cè)量設(shè)備是指該測(cè)量設(shè)備滿足出廠技術(shù)指標(biāo)，但其不一定滿足使用要求。例如型號(hào)TC20K‐HB 的電子天平分辨率是0.1g，經(jīng)檢定合格，但生產(chǎn)線上某工序測(cè)量要求分辨率為0.01g，則該天平就不能滿足使用要求。

指標(biāo)超差的設(shè)備也不一定不滿足使用要求，例如某34401A 型數(shù)字多用表經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)，交流電壓檔指標(biāo)超過(guò)出廠技術(shù)指標(biāo)，但直流電壓檔指標(biāo)正常，且滿足使用要求，則可以限制范圍使用，通過(guò)計(jì)量確認(rèn)，可以較為科學(xué)、合理地使用測(cè)量設(shè)備，提高設(shè)備利用率。

4 結(jié)束語(yǔ)

計(jì)量管理工作貫穿元器件生產(chǎn)全過(guò)程，準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量，有效的測(cè)量管理體系不僅能為元器件生產(chǎn)線的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障，還能推進(jìn)企業(yè)質(zhì)量管理體系的改進(jìn)和完善，提高企業(yè)在行業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)力。