張利 張偉 肖藝

（中國船舶重工集團公司第七一二研究所，武漢430064）

0 引言

隨著科技的發(fā)展，船用工業(yè)對電子產(chǎn)品的質量要求日益提高。電子元器件作為電子設備和電子系統(tǒng)的基本組成單元，其可靠性已關系到船用工業(yè)乃至國防事業(yè)的發(fā)展。在20世紀40年代，美國運往遠東地區(qū)的裝備中50%的電子設備尚處在儲存期間就已經(jīng)失效。其主要原因是電子管的可靠性太差。而用于船用產(chǎn)品元器件的質量可靠性是由元器件的固有質量和篩選質量決定，前者主要由元器件生產(chǎn)單位在元器件設計、工藝等過程中的質量所控制；后者則主要由使用單位對元器件的二次篩選的質量管理與控制所決定。因此，元器件篩選的質量管理與控制，就是有效的提高元器件篩選質量的可靠性，保證船用產(chǎn)品的高質量，增強我國國防實力的迫切要求。

1 船用電子元器件進行二次篩選的介紹

1.1 船用電子元器件二次篩選的定義

國標GB/T3187-94《可靠性、維修性術語》對篩選試驗的定義：“為選擇具有一定特性的產(chǎn)品或剔除早期失效的產(chǎn)品而進行的試驗”。元器件生產(chǎn)廠家在元器件制造好后的出廠篩選為第一次篩選。但是第一次篩選基本不能滿足船用產(chǎn)品對元器件質量的控制要求。使用單位對船用電子元器件按照船用電子產(chǎn)品標準進行第二次可靠性的篩選，叫船用電子元器件的二次篩選。

1.2 船用電子元器件二次篩選的目的

元器件的可靠性決定了電子電路或整機的性能。在船用電子元器件二次篩選前，使用單位應該對元器件的生產(chǎn)廠家進行質量認證。還要按照有關元器件國家標準、船用產(chǎn)品標準等相關標準制定相應的二次篩選標準，對元器件進行二次篩選，針對生產(chǎn)方篩選的不足或缺項加以補充。

1.3 船用電子元器件內在質量評價

船用電子元器件在二次篩選前，應該采用新的評價技術對電子元器件的內在質量進行評價，特別是對批量采購的電子元器件。在采購過程中，使用單位主要是檢查供貨方3方面的數(shù)據(jù)：⑴ 工藝能力評價；⑵ 工藝過程統(tǒng)計受控狀態(tài)分析；⑶元器件出廠平均質量水平PPM考核。通過3個方面對元器件的內在質量的評價，我們可以在二次篩選前就掌握被篩選的元器件的基本情況。

2 質量管理與控制在船用電子元器件常規(guī)二次篩選過程中的具體應用

使用單位二次篩選的實驗人員首先要經(jīng)培訓考核合格后才可以上崗。在篩選前，要了解相關的質量管理控制知識、篩選流程、篩選條件、篩選標準等。下面主要談談質量管理與控制在元器件常規(guī)二次篩選溫度循環(huán)、電功率老煉和電參數(shù)檢測過程中的具體應用。

2.1 溫度循環(huán)過程中的質量管理與控制

元器件二次篩選中的溫度循環(huán)是測試元器件在高低溫環(huán)境下接受溫度循環(huán)沖擊后的性能和可靠性。這樣可以先淘汰不能耐受高低溫環(huán)境的失效元器件。這對于元器件的質量管理和控制是一個重要的部分。也是元器件二次篩選最先要做的試驗測試部分。溫度循環(huán)過程中的質量管理與控制主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)試驗人員根據(jù)任務通知單核實需要進行溫度循環(huán)試驗的電子元器件型號名稱、數(shù)量和狀態(tài)標識號；試驗人員將電子元器件裝入作好標識老煉專用信封內，試驗人員應做好防靜電措施；

(2)試驗人員根據(jù)電子元器件二次篩選工藝卡，確定溫度循環(huán)的試驗溫度，并按照工藝卡內規(guī)定的溫度，啟動低溫試驗箱和高溫試驗箱；

(3)當高低溫試驗箱內溫度達到設定的溫度時，試驗人員將裝好待老煉器件的老煉專用盤首先放置低溫試驗箱內按照先低溫、后高溫的順序進行溫度循環(huán)試驗。試驗人員在轉移老煉專用盤位置的時候應當注意轉移時間必須小于1 min。試驗人員在試驗過程中應做好試驗記錄；

(4)當溫度循環(huán)完成后，試驗人員關閉高溫試驗箱，將在高溫試驗箱內放置的器件自然冷卻，同時注意將低溫試驗箱進行升溫除霜，待低溫試驗箱內完全干燥后關閉低溫試驗箱電源；器件自然冷卻后，試驗人員應將器件按原包裝裝好，做好相應的狀態(tài)標識。

2.2 電功率老煉過程中的質量管理與控制

元器件電功率老煉是在規(guī)定的溫度下給元器件通上規(guī)定時間的電應力，使元器件具有的潛在缺陷提前暴露，是一種最有效最常用的篩選手段。

器件分為電容、二極管、晶體管等，所以老煉方法也不盡相同，主要有高溫老煉、高溫反偏老煉和常溫功率老煉。所以在篩選試驗過程中施加的電壓、電流和試驗溫度選擇控制就顯得十分重要。元器件電功率老煉的質量管理與控制主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)試驗人員應根據(jù)任務通知單核實需要進行電功率老煉試驗的元器件的型號名稱、數(shù)量和狀態(tài)標識號；試驗人員核查待老煉的元器件依照工藝資料規(guī)定的電流和電壓條件，認真的核對老煉條件。檢查老煉設備的儀表，穩(wěn)定電源是否完好，并在有效期內；

(2)試驗人員根據(jù)待老煉的元器件的型號、數(shù)量和元器件電功率老煉檢測系統(tǒng)的老煉電源布局情況，合理分配元器件的老煉區(qū)位。試驗人員按相關電子元器件二次篩選工藝卡的規(guī)定，將元器件正確插入相應的老煉板上，并推入老煉檢測系統(tǒng)老煉箱內；

(3)試驗人員按照相關元器件電功率老煉檢測系統(tǒng)操作規(guī)程啟動老煉檢測系統(tǒng)，并檢測老煉板上元器件的極性，防止極性插錯；試驗人員打開老煉檢測系統(tǒng)的高溫箱開關并設置在相應溫度，按照相關元器件老煉檢測系統(tǒng)操作規(guī)程對元器件進行老煉，并做好試驗記錄；

(4)當老煉時間結束后，試驗人員按照相關元器件老煉檢測系統(tǒng)操作規(guī)程關閉老煉檢測系統(tǒng)，并切斷老煉檢測系統(tǒng)的電源；器件自然冷卻后，試驗人員應將器件按原包裝裝好，做好相應的狀態(tài)標識。

2.3 電參數(shù)檢測過程中的質量管理與控制

元器件電參數(shù)的檢測過程，工藝質量管理與控制是非常重要的。規(guī)范元器件的檢測，確保剔除早期失效的器件，保證測試時的數(shù)據(jù)準確，且器件不至于損壞和受損傷，應進行以下的質量管理與控制：

(1)檢測人員必須經(jīng)過防靜電知識培訓合格，檢測人員必須穿防靜電工作服、手套和工作鞋，檢測人員必須戴正確接地的防靜電腕帶；檢測人員在檢測前核實需要進行檢測器件的型號名稱、數(shù)量和狀態(tài)標識號；嚴格執(zhí)行標準環(huán)境的檢測條件：常溫測試的環(huán)境溫度控制在(25±10)℃以內；相對濕度為25～75%；

(2)檢查所用的儀器儀表應在合格有效期內，要正確使用各種測試儀器和儀表，并根據(jù)被測器件的主要參數(shù)范圍，選擇合適的頻率電壓等檔位；在檢測過程中應當注意盡量減少由于引線電阻導致的誤差，必要時采用四線法檢測；

(3)檢測過程中，器件所施加的電壓和電流不能超過器件的最大額定值。測試儀器自身的漏電流應遠小于被測器件的反向漏電流；當測試完成以后，校核人員應該進行嚴格校核，保證各項數(shù)據(jù)的準確性。

3 質量管理與控制在船用電子元器件特殊二次篩選的應用

隨著船用產(chǎn)品向著更高精端方向的發(fā)展，船用電子元器件有一些缺陷是不可能通過常規(guī)的二次篩選發(fā)現(xiàn)的，筆者通過研究總結了一些其他特殊的二次篩選方式。下面就質量管理與控制在船用電子元器件其他特殊的二次篩選中的應用做一些探討。

3.1 船用電子元器件的破壞性物理分析（DPA）和失效分析

使用單位對一個批次的電子元器件抽樣進行DPA和失效分析，是一種新型特殊的二次篩選方式。通過對其一種破壞性的物理解剖實驗分析它的有效性。它可以發(fā)現(xiàn)常規(guī)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。失效分析的內容包括：失效調查、失效模式鑒別等。從外部分析到內部，從非破壞分析到破壞性分析，包括外觀檢查、電測試、X照相等，再使用光學、化學等技術分析方法。這2種篩選分析可以剔除一些潛在的，在常規(guī)二次篩選中不容易發(fā)現(xiàn)的不合格元器件，從而進一步提高船用電子元器件的可靠性。

3.2 建立船用電子元器件的二次篩選質量數(shù)據(jù)平臺

船用電子元器件進行二次篩選時，使用單位根據(jù)二次篩選數(shù)據(jù)建立元器件質量數(shù)據(jù)平臺，也是一種特殊的篩選方式。建立元器件二次篩選全過程的數(shù)據(jù)及其分析的信息，并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。質量部門再利用計算機對數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)計和分析，再將結果反饋至采購、試驗和研制部門，據(jù)此對元器件的采購、試驗進行調整，提高元器件的質景與可靠性。

3.3 應用6δ管理技術強化二次篩選過程

6δ質量文化，它包括了管理戰(zhàn)略和為之服務的方法。6δ所對應的產(chǎn)品不合格率是 3.4%。在這里我們可以用新的質量管理哲學和相應的管理方法來提高船用電子無器件二次篩選質量水平。在船用電子元器件二次篩選領域推廣6δ，是一種新的管理與控制強化二次篩選方法。運用6δ提供的CPK和SPC、PPM技術，有效的篩選流程設計、改造和優(yōu)化的管理，從而提高二次篩選的質量，增強產(chǎn)品的可靠性。

4 結語

對船用電子元器件二次篩選時，在常規(guī)二次篩選和特殊二次篩選的有效結合中，有效的運用6δ管理，強化做好質量管理與控制，選擇合適的篩選方法，才能更好的保證船用電子元器件的高質量。有效提高船用工業(yè)產(chǎn)品的可靠性，生產(chǎn)出更高精尖的武器裝備，壯大國家的國防力量。

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[3]沈劍波. 電子元器件可靠性技術在發(fā)展航天中的重要作用. 導彈與航天運載技術, 1999, (5).

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