關于電子元器件質量控制的分析

陳焱

（中國共產黨灤平縣委員會宣傳部，河北 承德 068250）

一、電子元器件的可靠性評價

電子元器件的可靠性評價，顧名思義指的是對電子元器件（元器件產品、半成品、樣品、設計圖形等）通過各種可靠性的評價方法，對其進行評價和測試，運用相關的工具和軟件技術來對其質量進行評估。通過對電子元器件的可靠性評價，可以查找出不合格的元器件，從而保證元器件的質量。

（一）晶片級可靠性評價方法

晶片級可靠性評價方法，即WLR評價方法，指的是在芯片的生產中，對芯片的失效模式進行的評價，從根本上提高芯片的可靠性和質量，其中運用的是工藝監測的方式。通過監測數據，可以對集成電路的電子效應能力和與時間有關的擊穿的可靠性進行準確的、科學的評價。在熱電應力的作用下，對芯片上金屬化層上的數據進行檢測，通過分析相關數據，來評價系統電路的可靠性。

（二）微電子測試結構可靠性評價的方法

近些年，微電子測試結構在集成電路生產中是常見的工藝監測手段。在可靠性評價技術不斷發展的今天，微電子測試結構也作為對集成電路可靠性評價的一種方式，它不僅可以應用在電子產品的研發階段，還可以應用在生產階段，在不同的階段進行不同的可靠性評價。對于不同器件的失效模式，再結合元器件的結構特點，可以設計出不同的微電子結構圖形，而這些測試結構圖形，不僅僅能夠在工藝中進行測試，同時也可以將其進行封裝，并施加應力來進行可靠性的試驗。通過測試所得到的相關數據，結合VLSI的結構，最終進行可靠性評價。

二、電子元器件的質量控制策略

（一）加強電子元器件的可靠性篩選

電子元器件的固有可靠性，其根源是產品的可靠性設計保證，在設計制造的過程中，由于多種因素的影響所致，使得生產出來的產品不能完全按照預期所想。在眾多的成品中，會有少部分的成品存在問題，其在一定的應力條件下，會出現早期失效。存在早期失效的元器件，其壽命也較短。電子成品的可靠性由元器件的可靠性所決定，一旦元器件的可靠性得不到很好的保證，則電子成品在工作的過程中會出現各種各樣的問題，從而提高了電子成品的失效率，可靠性下降，不能正常的進行工作。鑒于上述情況，在元器件的裝機前，要及早的發現早期失效的元器件，并將其進行剔除，以避免后期的電子產品損失，如何發現和篩選元器件的好壞，是一項重要的工作。對元器件進行篩選，可以從根本上降低失效率，從而保證元器件的可靠性。

（二）加強電子元器件的破壞性物理分析（DPA）

由于在對電子元器件的缺陷進行篩選時，即使是進行了兩次篩選工作，仍然不能找到其缺陷和問題，鑒于這種情況，要通過對電子元器件進行破壞性物理分析技術，來找到電子元器件存在的缺陷，由此來提高元器件的可靠性。電子元器件的破壞性物理分析，即DPA，是在美國的航天領域率先使用的，之后應用在歐洲的航天系統中，近些年來，該技術已經在某些行業中廣泛使用，且使用效果良好，所以在對電子元器件的缺陷進行篩選時，有必要使用破壞性物力分析技術，這對提高產品的整體性能起著決定性的作用。

（三）加強電子元器件的失效分析

對電子元器件的失效進行分析，是針對已經失效的電子元器件，對其進行解剖，采用多種手段找出失效的原因，并提出相應的解決措施，以此避免元器件出現類似的問題，最終提高可靠性設計。

三、電子元器件的可靠性設計

電子元器件的可靠性設計，指的是在規定的條件下，電子產品可能會出現的失效問題，針對失效而采取的一系列的補救措施和設計技術，來彌補失效的問題，使其能夠正常的工作，以達到可靠性的設計標準。可靠性設計是設計的核心內容，可靠性設計是否合理，直接決定著最終產品的成敗與否，產品在使用階段、維修階段等所出現的問題，大多與設計初期的可靠性設計工作息息相關，所以，在進行可靠性設計時，必須要考慮到產品在整個生命周期中與可靠性有關的所有因素。

（一）設計簡化技術

在系統中，部件的多少與系統的可靠性成反比，與失效率成正比，即部件越多失效率越高。所以根據兩組公式，得出了兩點內容：第一，如果在不影響預定的功能的情況下，系統的一些不必要的零件可以省略，這樣可以提高系統的可靠度，降低系統的失效率；第二，在對系統設計方案進行選擇上，要選擇系統部件較少的方案，以避免部件過多，而造成的后續損失。與此同時，也不要因為追求方案的簡單，過多的減少部件，要能夠保證預期設定的各項功能，如果想要用同一元件來完成較多功能時，要保證其可靠性，對其進行多次的驗證，才可以使用。

（二）元器件的降額使用

對電子元器件的應力分析可以看出，元器件的失效率和對其施加的應力兩者之間成正比例關系，對元器件施加的應力越大，則元器件的失效率越高，所以為了能夠延長元器件的使用壽命，必須要降低元器件上所施加的應力，即對元器件采取降額使用。降額的方法，不是對所有的元器件都同樣適用，是要根據不同的器件類型采取不同的降額方法，在降額的過程中，也要考慮其系數，將降額系數控制在合理的范圍內，可以達到降額的根本目的，如果過分的降額，則提高了成本費用，取得的效果也不再合理的范圍。具體的電子元器件降額設計資料和數據可以參照GJB/Z299A-91，這里由于篇幅原因，不再列出。

總之，隨著我國高新產業的不斷發展，高科技產品層出不窮，而其決定性作用的電子元器件的可靠性評價與質量控制是一項重要的內容，必須要引起行業的重點關注。制定相應的使用要求和規范，對質量進行嚴格的控制，嚴把質量關，從根本上加強了電子整機裝備的的可靠性，降低使用成本與風險，也間接為我國帶來良好的經濟效益。