電子元器件質量認證中的計量管理要求

曹華 張同升

（中國電子科技集團公司第十六研究所 安徽省合肥市 230000）

質量認證是以經過確認的相關產品標準為依據，按規定的程序和要求對承制方生產線進行體系認證的過程。它由標準的編制及確認、計量管理、產品鑒定、生產線現場認證、合格資格保持等部分組成，本文主要介紹認證過程中計量管理的相關要求。

1 計量管理的基本要求

計量管理是指計量部門對企業測量設備、測量手段和方法，以及獲得、表示和測量結果的條件進行的管理，在具體應用中大體包括兩方面：

（1）測量設備應經計量活動實現測量溯源，即保證計量單位的統一和量值的準確可靠，經計量確認滿足預期使用的工藝要求；

（2）測量過程應處于質量受控狀態。電子元器件的設計、生產、檢驗/試驗、儲存等各個環節都涉及了測量設備和測量過程，因此生產全過程都需要計量管理工作為其保駕護航。

2 電子元器件質量認證中有關計量管理的要求

在電子元器件質量認證工作中，明確要求計量管理工作要滿足GJB2712《裝備計量保障中測量設備和測量過程的質量控制》相關要求。GJB2712A 對測量管理體系的具體要求如圖1。

由圖1 可知，在元器件質量認證的計量管理過程中，從測量需求開始，為獲得持續穩定可靠的測量結果，需要從人力、環境、外部供方、測量設備、測量過程幾方面同時管控。

圖1：測量管理體系簡化模式

測量設備是測量過程、環境、人力、外部供方管理的基礎保障。但在認證過程或生產線運行中，經常出現設備投入使用后發現分辨力不夠或設備未經過計量確認或確認不合理直接使用，造成設備極限誤差（測量不確定度）不滿足產品工藝要求等情況。下文主要從測量設備的配置和計量確認兩方面簡述計量管理中設備的管控。

3 電子元器件質量認證中測量設備的管理

3.1 測量設備的配置

測量設備不僅包括測量儀器本身，還包括工裝、軟件、模/夾具等輔助設備，這些輔助設備直接影響測量結果的準確性和可靠性，將其納入測量設備管理，有利于對測量過程進行更全面的管控。

在電子元器件生產過程中，測量設備的配置是一個不可忽視的重要環節，應滿足從原材料、外購件檢驗，生產加工過程檢測，元器件檢驗、試驗以及涉及生產安全和環境監測等全過程的符合預期的測量要求。

在設備配置時，應考慮滿足測量范圍、分辨力、準確度等技術要求，可通過測量系統分析（MSA）驗證設備配置的合理性。以型號TC20K‐HB 的電子天平為例，在采用MSA 驗證之前，首先采用控制圖統計數據的有效性，如果R 圖上出現失控點，則表明操作者使用該儀器不能得到正常的測量結果。只有控制圖均為受控，才能采用該組數據評價所選儀器是否合理，計算測量數據標準偏差，如圖2。

圖2：-R 控制圖

為使測量數據盡量反映工藝本身的變化（有足夠的“精密度”），一般要求器具的標準偏差占測量數據標準偏差的（1/10～3/10），即

表1：器具重復性和再現性數據表

由表2 可知，（R&R）%=22.6%，軟件經過一系列分析，得出這套測量系統可接受，表明這臺電子天平的配置符合要求。

表2：器具重復性和再現性報告

3.2 計量確認

計量確認是確保測量設備的計量特性符合預期的使用要求（如測量范圍、分辨力、最大允許誤差等）。要求計量管理人員要能識別和確認元器件的檢測、試驗等需求，并轉化為對設備的參量及量程等計量保障要求。選擇具有與設備相應檢定/校準項目的計量技術機構，完成計量校準之后與設備本身的計量特性相比較，判斷其是否符合預期的適用要求。確認時間間隔一般可與設備檢定/校準周期一致，流程參見圖3。只有測量設備已被證實適用于預期使用要求并形成記錄，設備的計量工作才算完成。

圖3：測量設備計量確認過程

通常計量技術機構給出的都是校準證書，需要計量管理人員自己判斷測量設備是否合格，JJF1094‐2002 對測量設備示值誤差符合性提出了具體要求：

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

|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—被檢測量儀器的示值誤差；

當測量設備示值誤差的符合性判為待定區時，可以選用準確度更高的測量標準、改善環境條件、增加測量次數和改變測量方法等措施，降低示值誤差評定的測量不確定度U95后再進行合格判定。

例如型號FA2104N（Max=210g，d=0.0001g，e=10d）的電子天平，由校準證書可知：測量結果的不確定度U=0.4mg（k=2），最大允許誤差的絕對值（MPEV）是0.5e（0.0005g），用天平測量某10g砝碼10 次，測量數據為：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。

一般經過校準合格的測量設備是指該測量設備滿足出廠技術指標，但其不一定滿足使用要求。例如型號TC20K‐HB 的電子天平分辨率是0.1g，經檢定合格，但生產線上某工序測量要求分辨率為0.01g，則該天平就不能滿足使用要求。

指標超差的設備也不一定不滿足使用要求，例如某34401A 型數字多用表經過校準發現，交流電壓檔指標超過出廠技術指標，但直流電壓檔指標正常，且滿足使用要求，則可以限制范圍使用，通過計量確認，可以較為科學、合理地使用測量設備，提高設備利用率。

4 結束語

計量管理工作貫穿元器件生產全過程，準確的測量結果直接影響產品的質量，有效的測量管理體系不僅能為元器件生產線的穩定運行提供保障，還能推進企業質量管理體系的改進和完善，提高企業在行業中的競爭力。