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[摘 要]作为电子产品重要组成部分的电子元器件,其质量是产品性能指标的决定因素。在采购元器件的质量控制过程中,采购人员要根据现有条件保证手段的可操作性和有效性。通过可操作的一些手段,用认真细致的工作态度来克服硬件不足带来的各种困扰,确保采购器件的质量。
[关键词]电子元器件采购;质量控制;技术管理
中图分类号:TN60 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)15-0399-01
产品的可靠性很大程度上取决于电子元器件的可靠性。由国内外数10家不同的厂家生产的各种类型的元器件,不仅种类众多,而且型号规格繁杂,但必须要保证原器件的质量不出问题,保证产品在不同用户的不同的系统中,稳定长期的运行。
一、阶段采用质量控制技术的侧重点
为了既能保证上机元器件的质量水平,又能节约成本,在元器件采购的各阶段所使用的质量控制技术应有所侧重。在选择供货商时,主要实施可靠性试验和物理分析检验,这对衡量元器件的工作稳定性和寿命、工艺状况和稳定性是非常重要的,拥有较高可靠性和稳定。优良生产工艺的元器件,在上机后势必也将拥有较高的质量水平和质量一致性。而元器件的电性能往往是经过检测和老练合格的,并且供应商一般会提供最近生产的元器件,它们出现存储失效的概率很小,所以这个阶段进行正常的电性能测试几乎没有什么意义,不过值域测试还是比较重要的,它关系到今后装机时的调试量。在进行批量采购时,需要对元器件进行较多的电性能测试,有条件的可进行百分百的测试,以避免元器件在存储和运输过程中发生失效,而失效元器件又被使用,造成比较大的损失。这个时段可以对同批元器件进行少量的抽样,并进行物理分析检验和可靠性试验,以保证进货的元器件不出现如工艺改变及内部材料更换等影响元器件质量水平或质量一致性的因素发生。在这个阶段也可只针对在物理分析检验中发现存在工艺改变或异常的批次再进行可靠性试验,以降低成本。
1.1 牢牢把控元器件采购进货渠道
对大型企业来说,一通常设有专门的部门对采购的元器件进行相关可靠性检测,通过物理手段,检测元器件是否符合出厂标准。采样抽检可以早期发现问题,及时采取应对措施,降低产品发生质量问题的几率。这种检测对于提升产品质量是非常重要的,再好的产品也都有可能出现指标超标或临界等情况。此外,产品在仓储、运输过程中有时也会发生受潮、磕碰等意外,使器件质量出现问题。
1.2 认真审查供货商资质,择优选取
很多单位都实施了ISO19000质量保证体系的认证,其核心内容就是通过建立质量保证体系使工作过程规范化。通过每一个环节的文字化,让工作过程有规可循,有据可查,提高可追溯性,建立完善的工作环境,减少过程的随意性,避免人为的干扰,使产品在生产过程中保持各个环节的稳定,以保证产品质量的稳定性和一致性。
二、在采购进货时选取有针对性的元器件试验项目及其作用
有针对的在采购进货时对元器件进行质量控制,选择恰当的试验项目,不仅可以降低采购成本,缩短采购时间,更重要的是能够提高采购元器件的质量和采购元器件的质量一致性。下面列举了一些有代表性的元器件门类及其常见的失效模式,根据元器件工作条件的特点指出元器件采钧进货质量控制方案中的一般应包括的试验项目,并对这些试验项目进行了简要介绍。
2.1 对塑封元器件进行的蒸煮试验和声学显微镜检查试验
塑封元器件是指塑料封装的元器件,其特点是封装工艺简单、重量相对轻、封装成本费用低、有效载荷大、由于其封装密度大,所以能够减少元器件的信号传播延迟,但其抵抗环境能力较差,尤其是潮气入侵、腐蚀和应力引起的元器件失效比较严重。目前国内较多的生产厂家的塑封工艺还比较落后,塑封元器件失效原因比较常见的是潮气或有毒气体的侵入并发生各种作用遗成的失效和塑封工艺存在的缺陷造成塑封层与元器件体的分层失效。因此对塑封元器件采购质量控制的试验项目或方案应包括可靠性试验中的蒸煮试验和物理分析检验的声学扫描显微镜检查。
蒸煮试验。高压蒸煮试验是评价塑封元器件抗潮湿能力的一种加速应力试验,试验应力采用较严酷的气压、湿度和温度,来加剧潮气从外部通过封装材料进入到金属引脚或芯片表面。试验的标准可参照JESD22-A102-B进行,高压蒸煮试验主要暴露元器件的失效模式有三种:①焊点、金属化腐蚀失效。由于高温高压水汽进入到金属引脚或芯片表面,对于键合焊盘和钝化层有缺陷的金属化层将产生腐蚀作用。②浮栅汤电失效。对于非挥发性器件如闪存、EEPR服等,在浮栅存有电荷,如果潮气通过钝化层到达浮栅,很快就能够把该处的电荷泄漏掉,造成器件的失效。③封装外部损伤。潮热作用可以使一些元器件发生崩裂失效。
2.2 声学扫描显微镜检查
声学扫描显微镜检查是解决塑封元器件内部分层的主要技术途径,而塑封元器件塑封料与芯片、塑封料与引线架以及塑封料与墓板之间的分层是比较常见的失效模式,所以要保证采购进货的塑封元器件的质量水平,进行声学扫描显微镜检查是非常有必要的。与塑封元器件内部分层相关的失效主要表现为:①由于分层部位聚集的水汽或离子造成的键合、金属化腐蚀等失效。②由于分层部位气体在热作用下发生膨胀,严重时发生“爆米花”作用,造成键合开裂,芯片损伤失效。③由于分层造成芯片散热不充分而发生的芯片烧毁失效。
2.3 气密封装元器件的检测
气密封装元器件的特点是封装后有一定体积的内部空腔,密封后的元器件与外部的空气隔绝,空腔内一般充有惰性气体,起保护作用,所以其受环境的影响更小、适应残酷工作条件的能力更强,但其封装费用较高,工艺难度大。对气密封裝元器件应结合工艺情况,有针对性地进行下述物理分析检验:
2.3.1 密封性检验。密封元器件若密封不良,外部空气和潮气就会进入封装内部,轻则影响密封元器件的电性能劣化;重则导致密封元器件失效。因此,必须对密封元器件的密封性进行检验,主要的检验项目有细检漏和粗检漏,检验合格的元器件仍可以正常使。
2.3.2 粒子嗓声碰撞试验。密封元器件因存在内部空腔,如空腔内有活动导电或不导电的微颗粒,就有可能引起元器件拐电、短路或工作异常。故对密封元器件一般要进行颗粒碰撞试验,以检验空腔内部有否可动微粒。经过粒子噪声碰捡试验的元器件可以正常试验。
2.4 表面贴装元器件的试验
表面贴装元器件(片式元器件)具有体积小、重量轻、价格低、便于贴装等优点,已经被广泛地使用。但因其无外引线和体积小,给质量控制带来了不少的困难。一般是进行电测试,最有效的方法是进行破坏性物理分析和热冲击可靠性试验,以检查或暴露其内部是否存在有不可接收的缺陷。①破坏性物理分析。②热冲击试验。
3 结束语
电子元器件采购质量控制是企业保证产品质量、提高效益、增强竞争力的关键,只要保证了采购的元器件的质量,才能为企业发展开了个好头。因此,我们必须掌握电性能的测试、物理分析检查和可靠性试验三门技术中,只有结合采购电子元器件的特点和使用环境把这三种技术在电子元器件不同采购阶段相互结合好,不要遗漏大的技术试验项目,就一定能够采购到优质的电子元器件。
参考文献
[1] 黄苏萍.电子元器件可靠性与检测筛选[J].中国新技术新产品,2010(04).
[2] 来启发.针对性筛选在元器件质量控制中的应用[J].计算机与数字工程,2010(09).
[关键词]电子元器件采购;质量控制;技术管理
中图分类号:TN60 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)15-0399-01
产品的可靠性很大程度上取决于电子元器件的可靠性。由国内外数10家不同的厂家生产的各种类型的元器件,不仅种类众多,而且型号规格繁杂,但必须要保证原器件的质量不出问题,保证产品在不同用户的不同的系统中,稳定长期的运行。
一、阶段采用质量控制技术的侧重点
为了既能保证上机元器件的质量水平,又能节约成本,在元器件采购的各阶段所使用的质量控制技术应有所侧重。在选择供货商时,主要实施可靠性试验和物理分析检验,这对衡量元器件的工作稳定性和寿命、工艺状况和稳定性是非常重要的,拥有较高可靠性和稳定。优良生产工艺的元器件,在上机后势必也将拥有较高的质量水平和质量一致性。而元器件的电性能往往是经过检测和老练合格的,并且供应商一般会提供最近生产的元器件,它们出现存储失效的概率很小,所以这个阶段进行正常的电性能测试几乎没有什么意义,不过值域测试还是比较重要的,它关系到今后装机时的调试量。在进行批量采购时,需要对元器件进行较多的电性能测试,有条件的可进行百分百的测试,以避免元器件在存储和运输过程中发生失效,而失效元器件又被使用,造成比较大的损失。这个时段可以对同批元器件进行少量的抽样,并进行物理分析检验和可靠性试验,以保证进货的元器件不出现如工艺改变及内部材料更换等影响元器件质量水平或质量一致性的因素发生。在这个阶段也可只针对在物理分析检验中发现存在工艺改变或异常的批次再进行可靠性试验,以降低成本。
1.1 牢牢把控元器件采购进货渠道
对大型企业来说,一通常设有专门的部门对采购的元器件进行相关可靠性检测,通过物理手段,检测元器件是否符合出厂标准。采样抽检可以早期发现问题,及时采取应对措施,降低产品发生质量问题的几率。这种检测对于提升产品质量是非常重要的,再好的产品也都有可能出现指标超标或临界等情况。此外,产品在仓储、运输过程中有时也会发生受潮、磕碰等意外,使器件质量出现问题。
1.2 认真审查供货商资质,择优选取
很多单位都实施了ISO19000质量保证体系的认证,其核心内容就是通过建立质量保证体系使工作过程规范化。通过每一个环节的文字化,让工作过程有规可循,有据可查,提高可追溯性,建立完善的工作环境,减少过程的随意性,避免人为的干扰,使产品在生产过程中保持各个环节的稳定,以保证产品质量的稳定性和一致性。
二、在采购进货时选取有针对性的元器件试验项目及其作用
有针对的在采购进货时对元器件进行质量控制,选择恰当的试验项目,不仅可以降低采购成本,缩短采购时间,更重要的是能够提高采购元器件的质量和采购元器件的质量一致性。下面列举了一些有代表性的元器件门类及其常见的失效模式,根据元器件工作条件的特点指出元器件采钧进货质量控制方案中的一般应包括的试验项目,并对这些试验项目进行了简要介绍。
2.1 对塑封元器件进行的蒸煮试验和声学显微镜检查试验
塑封元器件是指塑料封装的元器件,其特点是封装工艺简单、重量相对轻、封装成本费用低、有效载荷大、由于其封装密度大,所以能够减少元器件的信号传播延迟,但其抵抗环境能力较差,尤其是潮气入侵、腐蚀和应力引起的元器件失效比较严重。目前国内较多的生产厂家的塑封工艺还比较落后,塑封元器件失效原因比较常见的是潮气或有毒气体的侵入并发生各种作用遗成的失效和塑封工艺存在的缺陷造成塑封层与元器件体的分层失效。因此对塑封元器件采购质量控制的试验项目或方案应包括可靠性试验中的蒸煮试验和物理分析检验的声学扫描显微镜检查。
蒸煮试验。高压蒸煮试验是评价塑封元器件抗潮湿能力的一种加速应力试验,试验应力采用较严酷的气压、湿度和温度,来加剧潮气从外部通过封装材料进入到金属引脚或芯片表面。试验的标准可参照JESD22-A102-B进行,高压蒸煮试验主要暴露元器件的失效模式有三种:①焊点、金属化腐蚀失效。由于高温高压水汽进入到金属引脚或芯片表面,对于键合焊盘和钝化层有缺陷的金属化层将产生腐蚀作用。②浮栅汤电失效。对于非挥发性器件如闪存、EEPR服等,在浮栅存有电荷,如果潮气通过钝化层到达浮栅,很快就能够把该处的电荷泄漏掉,造成器件的失效。③封装外部损伤。潮热作用可以使一些元器件发生崩裂失效。
2.2 声学扫描显微镜检查
声学扫描显微镜检查是解决塑封元器件内部分层的主要技术途径,而塑封元器件塑封料与芯片、塑封料与引线架以及塑封料与墓板之间的分层是比较常见的失效模式,所以要保证采购进货的塑封元器件的质量水平,进行声学扫描显微镜检查是非常有必要的。与塑封元器件内部分层相关的失效主要表现为:①由于分层部位聚集的水汽或离子造成的键合、金属化腐蚀等失效。②由于分层部位气体在热作用下发生膨胀,严重时发生“爆米花”作用,造成键合开裂,芯片损伤失效。③由于分层造成芯片散热不充分而发生的芯片烧毁失效。
2.3 气密封装元器件的检测
气密封装元器件的特点是封装后有一定体积的内部空腔,密封后的元器件与外部的空气隔绝,空腔内一般充有惰性气体,起保护作用,所以其受环境的影响更小、适应残酷工作条件的能力更强,但其封装费用较高,工艺难度大。对气密封裝元器件应结合工艺情况,有针对性地进行下述物理分析检验:
2.3.1 密封性检验。密封元器件若密封不良,外部空气和潮气就会进入封装内部,轻则影响密封元器件的电性能劣化;重则导致密封元器件失效。因此,必须对密封元器件的密封性进行检验,主要的检验项目有细检漏和粗检漏,检验合格的元器件仍可以正常使。
2.3.2 粒子嗓声碰撞试验。密封元器件因存在内部空腔,如空腔内有活动导电或不导电的微颗粒,就有可能引起元器件拐电、短路或工作异常。故对密封元器件一般要进行颗粒碰撞试验,以检验空腔内部有否可动微粒。经过粒子噪声碰捡试验的元器件可以正常试验。
2.4 表面贴装元器件的试验
表面贴装元器件(片式元器件)具有体积小、重量轻、价格低、便于贴装等优点,已经被广泛地使用。但因其无外引线和体积小,给质量控制带来了不少的困难。一般是进行电测试,最有效的方法是进行破坏性物理分析和热冲击可靠性试验,以检查或暴露其内部是否存在有不可接收的缺陷。①破坏性物理分析。②热冲击试验。
3 结束语
电子元器件采购质量控制是企业保证产品质量、提高效益、增强竞争力的关键,只要保证了采购的元器件的质量,才能为企业发展开了个好头。因此,我们必须掌握电性能的测试、物理分析检查和可靠性试验三门技术中,只有结合采购电子元器件的特点和使用环境把这三种技术在电子元器件不同采购阶段相互结合好,不要遗漏大的技术试验项目,就一定能够采购到优质的电子元器件。
参考文献
[1] 黄苏萍.电子元器件可靠性与检测筛选[J].中国新技术新产品,2010(04).
[2] 来启发.针对性筛选在元器件质量控制中的应用[J].计算机与数字工程,2010(09).