電子元器件繼電器的質(zhì)量控制體系

1、.電子元器件繼電器的質(zhì)量控制體系1 引言電子元器件是組成電子產(chǎn)品的最小單元，是整機可靠性的基礎(chǔ)。沒有質(zhì)量可靠的元器件就不可能有高可靠的電子整機產(chǎn)品，沒有高可靠性的電子元器件，設(shè)計再好的電子產(chǎn)品也難以發(fā)揮其作用。元器件的質(zhì)量控制貫穿其選用、試驗、采購、檢驗、電裝、調(diào)試以及失效分析幾個方面，為了保證航天產(chǎn)品的可靠性，在研制過程中應(yīng)從元器件的選用、內(nèi)在質(zhì)量評價、二次篩選、破壞性物理分析、失效分析、建立元器件質(zhì)量跟蹤及建立元器件質(zhì)量數(shù)據(jù)庫等環(huán)節(jié)入手，形成一種閉環(huán)控制系統(tǒng)。2 電子元器件的選用元器件的選用是電子產(chǎn)品設(shè)計中最關(guān)鍵的一步，設(shè)計人員在滿足產(chǎn)品性能參數(shù)要求的前提下，同時考慮到電子產(chǎn)品適用的溫度、

2、濕度等環(huán)境要求，電網(wǎng)電壓和失真度的要求，以及產(chǎn)品的電磁兼容性、安全性、穩(wěn)定性、壽命等要求，確定元器件的基本參數(shù)，再根據(jù)其應(yīng)用部位、空間、間距的要求選擇符合產(chǎn)品要求元器件。選擇優(yōu)選的元器件，限制選擇非標(biāo)準(zhǔn)的和新研制的元器件，壓縮選用的元器件品種和規(guī)格，達到正確選擇型號用元器件的要求，保證產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。目前航天產(chǎn)品所出現(xiàn)的故障中多數(shù)是由電子元器件引發(fā)的，而這些故障又可分為兩類：一是由于使用者選擇不當(dāng)所致；二是元器件本身的質(zhì)量問題。其中第一類故障占大多數(shù)。因此，加強電子元器件選用過程的質(zhì)量控制，具有重要的意義。加強電子元器件選用過程的質(zhì)量控制具有重要意義。為了保證航天產(chǎn)品的可靠性要求，編制產(chǎn)品

3、元器件優(yōu)選目錄是一種行之有效的方法。在電子元器件選用過程中應(yīng)注意以下幾個方面問題。 航天產(chǎn)品中所使用的電子元器件應(yīng)選擇軍品級以上（包含軍品級），以保證其可靠性。 須選用滿足產(chǎn)品要求的品種。不同的產(chǎn)品由于使用要求不同，選用元器件的出發(fā)點必然也有差異。要求過高，必然加大成本；要求過低，則不能滿足產(chǎn)品的要求。這往往又表現(xiàn)在對電子元器件的質(zhì)量等級要求及其它一些特殊要求上。 要選擇質(zhì)量比較穩(wěn)定的電子元器件型號和生產(chǎn)廠家。對于關(guān)鍵的元器件，必要時還應(yīng)對生產(chǎn)方進行有關(guān)質(zhì)量調(diào)研或質(zhì)量認(rèn)證。 元器件的選擇還應(yīng)考慮降額要求，注意不得用加大元器件的降額使用來彌補采用低于規(guī)定質(zhì)量等級的元器件。 應(yīng)嚴(yán)格控制新研元器件的

4、使用，未經(jīng)技術(shù)鑒定合格的元器件，不能在航天產(chǎn)品中正式使用。這是因為，從制造工藝角度上看，新研產(chǎn)品往往不夠成熟，技術(shù)狀態(tài)未最終固定，應(yīng)用問題尚未被徹底地暴露出來。若為了完成型號研制任務(wù)而必須使用時，則一定要制定針對其特殊質(zhì)量控制的方法，加強對它的監(jiān)控和考核。 在類似的元器件中要最大限度地壓縮品種和生產(chǎn)廠家。一方面便十采購，另一方面也便于質(zhì)量監(jiān)控。 在同等條件下應(yīng)優(yōu)先選用國產(chǎn)元器件。這從保證訂貨、進度以及進一步提高國產(chǎn)元器件水平、提高戰(zhàn)時的后勤保障等方面來說均有好處。 針對航天產(chǎn)品的用途，優(yōu)選目錄應(yīng)明確元器件的技術(shù)狀態(tài)，包括質(zhì)量等級、封裝形式、引用端涂覆、抗幅射能力等等。 國外元器件必須選擇進入軍

5、用QPL產(chǎn)品目錄的元器件，由于進入QPL產(chǎn)品目錄的元器件是通過專門機構(gòu)鑒定的合格產(chǎn)品，能滿足廣泛的設(shè)計要求、在技術(shù)上是成熟的、預(yù)計在當(dāng)前和將來的規(guī)劃中都會得到應(yīng)用、有足夠的試驗和使用歷史、具有能保證產(chǎn)品質(zhì)量的供貨來源。優(yōu)質(zhì)的繼電器廠家，也是相對來說很重要的！不同的電子元器件生產(chǎn)廠家有類似的產(chǎn)品，從保證質(zhì)量、工藝、供貨等方面考慮，就要對元器件生產(chǎn)廠家進行認(rèn)真選擇。對廠家的選擇可以通過對平時進行日常工作中的電子元器件質(zhì)量數(shù)據(jù)積累的分析進行，從這些積累的數(shù)據(jù)中也能問接地反映出生產(chǎn)廠家及其產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量、工藝和管理水平。必要時還應(yīng)對生產(chǎn)廠家進行有關(guān)質(zhì)量調(diào)研或質(zhì)量認(rèn)證，以保證電子元器件的質(zhì)量控制。為了保

6、證電子元器件符合電子產(chǎn)品的可靠性要求，編制產(chǎn)品電子元器件優(yōu)選目錄是一種比較好的方法。編制優(yōu)選目錄，必須以選擇為基礎(chǔ)，選擇那些既能滿足電子產(chǎn)品使用要求，質(zhì)量狀態(tài)又比較穩(wěn)定的品種和生產(chǎn)廠家。但是隨著研制、生產(chǎn)工作的深入，由于優(yōu)選目錄的局限性和滯后性，存在超目錄選用元器件的情況，對此一定要進行控制。質(zhì)量控制部門在宏觀上及時對優(yōu)選目錄進行“動態(tài)”的管理；及時剔除因采購、生產(chǎn)、質(zhì)量、型號變化等方面發(fā)生了某些情況變化，客觀上已不能滿足產(chǎn)品要求的品種和生產(chǎn)廠家，及時增加能滿足產(chǎn)品要求的品種和生產(chǎn)廠家，以保證研制工作的質(zhì)量。3 電子元器件內(nèi)在質(zhì)量評價采用新的評價技術(shù)對電子元器件的內(nèi)在質(zhì)量進行評價，特別是對批量

7、采購的電子元器件。改進批量采購元器件時的驗收方法，進一步保證元器件的質(zhì)量和可靠性。評價元器件可靠性的傳統(tǒng)方法是進行可靠性壽命試驗，以及從現(xiàn)場收集并積累使用壽命數(shù)據(jù)。進入90年代以后，國際上一些大型的整機生產(chǎn)廠家在批量采購元器件時，不再追求元器件失效率的具體數(shù)值，而是要求供貨方以下3方面的數(shù)據(jù)，評價元器件產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量。 工藝能力評價 其目的是評價工藝生產(chǎn)線是否具備生產(chǎn)質(zhì)量好、可靠性高的元器件所要求的工藝水平。目前采用的評價指標(biāo)是要求生產(chǎn)線上關(guān)鍵工序的工序能力指數(shù)不小于1.5。工藝不合格品率不大于3.4 PPM (Parts Per Million平均質(zhì)量水平)。 工藝過程統(tǒng)計受控狀態(tài)分析 其目

8、的是不但要求生產(chǎn)線具有很高的工藝能力，而且要求在日常生產(chǎn)過程中能一直保持這種高水平的生產(chǎn)狀態(tài)。 元器件出廠平均質(zhì)量水平PPM考核 要求對一段時問X圍內(nèi)元器件出廠平均質(zhì)量水平PPM 進行考核，證明產(chǎn)品的出廠不合格品率PPM值已控制在比較低的數(shù)值上。4 電子元器件的二次篩選電子產(chǎn)品的固有可靠性取決于產(chǎn)品的可靠性設(shè)計。但是，在產(chǎn)品的制造過程中，由于人為的因素或原材料、工藝條件、設(shè)備條件的波動，最終制造出的產(chǎn)品不可能全部達到預(yù)期的固有可靠性水平，在一批成品中總有一部分產(chǎn)品存在各種潛在的缺陷，其壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于產(chǎn)品的平均壽命，這種提前失效的產(chǎn)品稱為早期失效產(chǎn)品。二次篩選就是針對不同的失效模式進行一些試驗以剔

9、除不合格的，或由于某種缺陷會引起早期失效的電子元器件。目前，國內(nèi)電子元器件的生產(chǎn)水平，總體上與航天產(chǎn)品的使用要求相比尚存在著一些差異，廠家進行的一次篩選，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；進口的電子元器件，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。而航天產(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。電子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。二次篩選有多種手段，每一種手段都針對著一定的失效模式，有些手段對其針對的失效模式的剔除率還很高

10、，但一般說來，絕對做不到百分之百?，F(xiàn)有的各種篩選規(guī)X、標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定了合格判據(jù)即項目的篩選失效率(PDA)，超過此值則整批不用。二次篩選的項目及其應(yīng)力選擇應(yīng)是針對著產(chǎn)品的使用要求來制訂的，制定出來的篩選要求，既不能過嚴(yán)，也不能過松。篩選要求太嚴(yán)，會淘汰能滿足產(chǎn)品使用需要的元器件，加大篩選成本和元器件使用成本，在特定情況下，可能還會對元器件造成損傷，反而留下了質(zhì)量隱患；篩選要求太松，則會使一些不滿足產(chǎn)品使用要求的元器件順利通過篩選關(guān)，從而降低了產(chǎn)品的可靠性水平。所以必必須選擇合適的篩選項目及應(yīng)力要求。它直接關(guān)系到電子產(chǎn)品的質(zhì)量可靠性問題。電子元器件在進行二次篩選時應(yīng)注意以下幾個問題。 應(yīng)實行100%

11、的篩選。這樣才能最大限度地剔除存在有某種失效模式的電子元器件。 對電子元器件進行有選擇性的篩選。例如：繼電器需要作觸點抖動試驗，而電阻不需要；抗幅照能力的考核對宇航電子設(shè)備是必須考慮的。 對由于手段問題不能進行篩選的元器件，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行一些試驗。 考慮到二次篩選的局限性，必須嚴(yán)格控制它的失效率(PDA)。 電子元器件的質(zhì)量分為固有質(zhì)量和使用質(zhì)量，固有質(zhì)量主要靠元器件的設(shè)計、制造來保證，在設(shè)計、生產(chǎn)完畢后，實際就確定了，通過二次篩選是不能提高元器件個體的固有質(zhì)量。5 破壞性物理分析(DPA)電子元器件有一些缺陷是不可能通過二次篩選發(fā)現(xiàn)的，為了滿足工程應(yīng)

12、用需要，必須需要進行，通過破壞性物理分析技術(shù)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，確保電子元器件的高可靠性要求。在20世紀(jì)70年代，破壞性物理分析技術(shù)就在美國的航天領(lǐng)域率先得到推廣使用，歐洲的航天系統(tǒng)在80年代也開始推廣使用，而我國近幾年也開始引起重視并推廣使用，且取得了良好的效果。所以，開展DPA工作對保證整機的可靠性水平有著特殊作用。對一個批次的元器件抽樣進行DPA是對電子元器件二次篩選工作的有益補充。它可以發(fā)現(xiàn)二次篩選過程中發(fā)現(xiàn)不了的一些缺陷，這種缺陷往往有“批次性”的特點。破壞性物理分析的有效性在于，有些隱藏得很深的缺陷，在試驗過程中根本發(fā)現(xiàn)不了，但在解剖后卻能輕易發(fā)現(xiàn)。如繼

13、電器水氣含量過高，它的失效模式是一種進行式的失效，前期一般發(fā)現(xiàn)不了，但隨著時間的推移，它會逐漸引起觸點的腐蝕，最終導(dǎo)致失效。這種失效模式在二次篩選過程中幾乎發(fā)現(xiàn)不了，但在做破壞性物理分析的水氣含量試驗這個項目時卻很容易發(fā)現(xiàn)。所以DPA的結(jié)果往往是做出整批拒收的重要依據(jù)之一。6 電子元器件的失效分析元器件的失效分析是通過對失效的元器件進行解剖分析，并采用物理和化學(xué)等技術(shù)手段找出其失效機理(根源)，提出改進辦法，從而提高元器件和設(shè)備的可靠性。失效分析的內(nèi)容包括:失效調(diào)查、失效模式鑒別、失效特征描述、失效機理證實、提出糾正措施等。對微電路的失效分析程序有20項左右，從外部分析到內(nèi)部，從非破壞分析到破

14、壞性分析，包括外觀檢查、電測試、X照相、密封性試驗、PIND、開帽，再使用光學(xué)、化學(xué)、機械、電子等技術(shù)分析方法。航天部門幾年來做元器件失效分析總數(shù)已達到4000多例，半導(dǎo)體分立器件和集成電路共占總數(shù)的72.4%，其中因使用不當(dāng)原因而造成失效的占總比例的50%左右。一般對關(guān)鍵和重要元器件的失效或使用過程中發(fā)生多次失效而未找到原因的元器件應(yīng)進行失效分析。在測試、裝機、調(diào)試等過程中發(fā)現(xiàn)元器件的一般失效時，應(yīng)由有關(guān)技術(shù)人員和質(zhì)量控制人員共同進行失效分析，查明失效模式和失效原因，并提出防止重復(fù)失效的技術(shù)措施或要求。在完成分析判斷后應(yīng)寫出分析報告并填寫失效元器件數(shù)據(jù)采集片，連同全部失效元器件交回元器件質(zhì)量

15、控制部門，根據(jù)檢驗制度作進一步的處理。發(fā)現(xiàn)典型失效或批次性質(zhì)量問題時，應(yīng)將失效元器件送交檢驗分析站進行失效分析，查明失效原因和失效機理。也可根據(jù)訂貨合同的規(guī)定，送交元器件生產(chǎn)廠進行失效分析。不論在何處進行分析，用戶都必須獲得正式的分析報告及處理意見。7 建立電子元器件的質(zhì)量跟蹤在產(chǎn)品電裝完畢后的組件試驗及產(chǎn)品交付后運行過程中的電子元器件質(zhì)量問題，應(yīng)及時進行質(zhì)量分析，甚至進行一些試驗來幫助分析。通過這些分析工作查明失效的機理，明確其是固有的質(zhì)量問題，還是設(shè)計問題或使用問題。若是固有的質(zhì)量問題，則有針對性地向生產(chǎn)廠家提出質(zhì)量改進要求，在測試、篩選過程中有針對性地加強監(jiān)控，問題較嚴(yán)重時應(yīng)及時換型。若

16、是設(shè)計、使用問題，則應(yīng)及時更改設(shè)計，在今后的設(shè)計和使用中有關(guān)人員應(yīng)避免類似事件的再次發(fā)生，提高自己的設(shè)計使用水平。8 建立電子元器件質(zhì)量數(shù)據(jù)庫建立電子元器件質(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)，從中可以看出生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)水平、工藝水平，對航天產(chǎn)品選用電子器件可提供相應(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行新型元器件研制工作和提出資助技改的建議，從而進一步保證電子元器件的質(zhì)量。型號總體單位建立電子元器件質(zhì)量數(shù)據(jù)庫應(yīng)從以下幾方面著手。 型號總體單位的質(zhì)量和可靠性主管部門建立有專人負(fù)責(zé)的、采用計算機管理的元器件信息庫，將型號分系統(tǒng)收集的元器件信息以及元器件從選用、訂購到使用全過程中的重要信息存入信息庫，并保證元器件信息的可追溯性。信息應(yīng)包含元器件的品種、生產(chǎn)廠家、采購數(shù)量及采購日期、二次篩選的項目及合格率、經(jīng)檢驗部門檢驗后的合格率、入庫日期、用在何種產(chǎn)品上及該產(chǎn)品的質(zhì)量狀態(tài)。 承制單位的質(zhì)量主管部門和設(shè)計師系統(tǒng)除將元器件從選用、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外，還必須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。 器件檢驗站和DPA實驗室應(yīng)分別建立元器件驗收、