关于电子元器件质量控制的分析

陈焱

（中国共产党滦平县委员会宣传部，河北 承德 068250）

一、电子元器件的可靠性评价

电子元器件的可靠性评价，顾名思义指的是对电子元器件（元器件产品、半成品、样品、设计图形等）通过各种可靠性的评价方法，对其进行评价和测试，运用相关的工具和软件技术来对其质量进行评估。通过对电子元器件的可靠性评价，可以查找出不合格的元器件，从而保证元器件的质量。

（一）晶片级可靠性评价方法

晶片级可靠性评价方法，即WLR评价方法，指的是在芯片的生产中，对芯片的失效模式进行的评价，从根本上提高芯片的可靠性和质量，其中运用的是工艺监测的方式。通过监测数据，可以对集成电路的电子效应能力和与时间有关的击穿的可靠性进行准确的、科学的评价。在热电应力的作用下，对芯片上金属化层上的数据进行检测，通过分析相关数据，来评价系统电路的可靠性。

（二）微电子测试结构可靠性评价的方法

近些年，微电子测试结构在集成电路生产中是常见的工艺监测手段。在可靠性评价技术不断发展的今天，微电子测试结构也作为对集成电路可靠性评价的一种方式，它不仅可以应用在电子产品的研发阶段，还可以应用在生产阶段，在不同的阶段进行不同的可靠性评价。对于不同器件的失效模式，再结合元器件的结构特点，可以设计出不同的微电子结构图形，而这些测试结构图形，不仅仅能够在工艺中进行测试，同时也可以将其进行封装，并施加应力来进行可靠性的试验。通过测试所得到的相关数据，结合VLSI的结构，最终进行可靠性评价。

二、电子元器件的质量控制策略

（一）加强电子元器件的可靠性筛选

电子元器件的固有可靠性，其根源是产品的可靠性设计保证，在设计制造的过程中，由于多种因素的影响所致，使得生产出来的产品不能完全按照预期所想。在众多的成品中，会有少部分的成品存在问题，其在一定的应力条件下，会出现早期失效。存在早期失效的元器件，其寿命也较短。电子成品的可靠性由元器件的可靠性所决定，一旦元器件的可靠性得不到很好的保证，则电子成品在工作的过程中会出现各种各样的问题，从而提高了电子成品的失效率，可靠性下降，不能正常的进行工作。鉴于上述情况，在元器件的装机前，要及早的发现早期失效的元器件，并将其进行剔除，以避免后期的电子产品损失，如何发现和筛选元器件的好坏，是一项重要的工作。对元器件进行筛选，可以从根本上降低失效率，从而保证元器件的可靠性。

（二）加强电子元器件的破坏性物理分析（DPA）

由于在对电子元器件的缺陷进行筛选时，即使是进行了两次筛选工作，仍然不能找到其缺陷和问题，鉴于这种情况，要通过对电子元器件进行破坏性物理分析技术，来找到电子元器件存在的缺陷，由此来提高元器件的可靠性。电子元器件的破坏性物理分析，即DPA，是在美国的航天领域率先使用的，之后应用在欧洲的航天系统中，近些年来，该技术已经在某些行业中广泛使用，且使用效果良好，所以在对电子元器件的缺陷进行筛选时，有必要使用破坏性物力分析技术，这对提高产品的整体性能起着决定性的作用。

（三）加强电子元器件的失效分析

对电子元器件的失效进行分析，是针对已经失效的电子元器件，对其进行解剖，采用多种手段找出失效的原因，并提出相应的解决措施，以此避免元器件出现类似的问题，最终提高可靠性设计。

三、电子元器件的可靠性设计

电子元器件的可靠性设计，指的是在规定的条件下，电子产品可能会出现的失效问题，针对失效而采取的一系列的补救措施和设计技术，来弥补失效的问题，使其能够正常的工作，以达到可靠性的设计标准。可靠性设计是设计的核心内容，可靠性设计是否合理，直接决定着最终产品的成败与否，产品在使用阶段、维修阶段等所出现的问题，大多与设计初期的可靠性设计工作息息相关，所以，在进行可靠性设计时，必须要考虑到产品在整个生命周期中与可靠性有关的所有因素。

（一）设计简化技术

在系统中，部件的多少与系统的可靠性成反比，与失效率成正比，即部件越多失效率越高。所以根据两组公式，得出了两点内容：第一，如果在不影响预定的功能的情况下，系统的一些不必要的零件可以省略，这样可以提高系统的可靠度，降低系统的失效率；第二，在对系统设计方案进行选择上，要选择系统部件较少的方案，以避免部件过多，而造成的后续损失。与此同时，也不要因为追求方案的简单，过多的减少部件，要能够保证预期设定的各项功能，如果想要用同一元件来完成较多功能时，要保证其可靠性，对其进行多次的验证，才可以使用。

（二）元器件的降额使用

对电子元器件的应力分析可以看出，元器件的失效率和对其施加的应力两者之间成正比例关系，对元器件施加的应力越大，则元器件的失效率越高，所以为了能够延长元器件的使用寿命，必须要降低元器件上所施加的应力，即对元器件采取降额使用。降额的方法，不是对所有的元器件都同样适用，是要根据不同的器件类型采取不同的降额方法，在降额的过程中，也要考虑其系数，将降额系数控制在合理的范围内，可以达到降额的根本目的，如果过分的降额，则提高了成本费用，取得的效果也不再合理的范围。具体的电子元器件降额设计资料和数据可以参照GJB/Z299A-91，这里由于篇幅原因，不再列出。

总之，随着我国高新产业的不断发展，高科技产品层出不穷，而其决定性作用的电子元器件的可靠性评价与质量控制是一项重要的内容，必须要引起行业的重点关注。制定相应的使用要求和规范，对质量进行严格的控制，严把质量关，从根本上加强了电子整机装备的的可靠性，降低使用成本与风险，也间接为我国带来良好的经济效益。