元器件的基本可靠性是元器件制造商保障的，但可靠性不是仅仅通过良好的设计和严格的制造质量就可以保障，它需要客户在使用中验证，一个可靠的器件只有在客户的使用过程中，不断完善设计和质量控制，完全消除元器件内部的缺陷才能保证元器件使用的可靠性。

如何选用可靠的器件是一个非常复杂的系统工程，必须通过有效的组织和优秀的技术人员才能实现选用可靠的器件。

元器件的基本可靠性需要元器件制造商持续有效的改进产品质量才能实现可靠性的有效提升，如何驱动元器件供应商保持对器件可靠性改进的积极性，通过单板元器件的可替代性，引入多家供应商可以从管理上做到这一点。哪个供应商的可靠性高就采用哪家，可以有效调动供应商改进可靠性的积极性，同时可降低采购成本。

单板元器件使用多家供应商，需要单板硬件设计师改变一些设计习惯，从依据元器件规格书设计电路改变为依据单板可靠性需求设计元器件规格书，采购部门通过匹配元器件规格书实现对器件的替代采购。

从板级可靠性保障角度，正确的做法是，板级设计工程师提出对可靠性的规格需求，这些需求应该可在板级测试时可以验证，器件选择依据对关键可靠性规格的依从程度决定，器件选型不是直接选择器件型号，而是制定器件关键规格（包括可靠性规格）。因器件涉及可靠性的规格来源于对器件失效机理的熟悉，不像器件的功能性能可直接检测，因此，器件可靠性的知识积累，关键可靠性规格的设置，需要有深厚的器件知识和经验，为此很多顶尖的电子设备制造商设置了器件工程师岗位用于持续提升器件可靠性能力。

 

01元器件可靠性的度量

元器件可靠性定义为规定条件下规定时间下完成规定任务的能力，一般会表现出图1所示的浴盆曲线特征，表现为三种失效特征，早期失效、偶然失效、损耗失效，早期失效是制造缺陷和材料缺陷导致的，偶然失效是器件应用中外部存在随机异常应力超过器件的耐受极限所致，耗损失效是因为器件长期使用中存在耗损机制，导致自身能力下降不足以耐受外部应力失效。依据浴盆曲线特点，电子产品制造商一般通过板级老化筛选剔除早期失效器件，通过降低器件工作应力降低偶然失效，选择耗损能力强的器件满足整机寿命。

 

图1   浴盆曲线

 

但随着器件制造技术的进步，具有早期失效特征的器件越来越少，板级老化筛选已经不太容易发现早期失效器件。某些产品出现器件的早期失效，但通过失效分析发现的问题往往是器件ESD失效或者是电过应力失效，其实是老化筛选过程中的不当操作所致。偶然失效期的器件通过失效分析定位失效原因，大部分情况下都能找到失效原因，常见的失效原因不外乎元器件厂家的质量控制手段变异或器件使用中存在某些缺陷，通过元器件可靠性保障和可靠的使用器件，元器件完全可以避免失效，元器件失效从早期的概率事件变成因缺陷激发的必然事件，通过设计和制造改进完全可以避免元器件的失效。

这种基于分析清楚故障物理POF（Physics of Failure）进而明确失效根因的方法，可以有效防止器件出现失效，从而大大提高电子产品的可靠性，使电子设备成为人们可以信赖的设备。

 

02元器件可靠性保障体系

元器件可靠性保障是一个系统性工程，从元器件孕育到元器件寿命终结，涉及元器件供应商、电子设备供应商、设备的使用者、设备的维修保养，为了向客户提供高可靠性产品，大部分优秀电子产品供应商建立了自己的供应链管理体系，与产品的直接供货商（一级供应商）形成协同合作关系，直接参与一级供应商质量管理，参与对一级供应商的供应商（二级供应商）的质量监督，与一级和二级供应商签订严格的质量保障协议，对影响可靠性的器件失效要求在一定时间里给出质量回溯、失效分析根因报告及改进措施，通过持续发现元器件设计和制造问题并不断改进，达到元器件可靠性持续提升的目的。

在供应链管理体系中，器件的可靠性会映射到一系列与可靠性相关的活动的结果中，图2是与元器件可靠性相关的一些指标，这些指标映射了产品全流程的质量状况，与器件的全流程质量保障水平有较大关系。

 

图2  与元器件可靠性相关的全流程指标

 

现代管理体系以职能分工进行管理，对于一个具体的产品，企业组建集成产品开发团队,各职能部门依据产品可靠性保障策略对元器件进行质量管理，建立元器件可靠性质量度量体系。

元器件的可靠性问题会在产品的各个环节暴露出来，越早暴露产生的质量成本越低，如果能在产品投放市场前拦截住所有的器件问题，器件都不会出现可靠性问题，不会形成对客户的困扰。产品全寿命期的元器件可靠性保障体系基于职能部门的业务分工和责任结果，对结果进行量化，通过结果评价职能部门的管理绩效。

 

03元器件供应商可靠性认证

只有合格的优质供应商才能提供相对可靠的电子元器件，对于一个合格的供应商需要经过供应商认证程序，从元器件技术(T)，质量保障体系(Q)，响应能力（R）,生产交付能力(D),制造与交付成本(C)，经过严格认证并达到认证标准的元器件供应商才能成为合格供应商。

供应商认证是一个复杂的系统，一般由供应链管理部门实施管理，各职能部门提供评价标准，供应商认证部依据各维度评分结果每年完成技术分级，原则上只有技术上满足要求的供应商才能成为合格供应商。

元器件供应商可靠性认证包括：技术认证、质量保障体系认证、响应时间认证、交付认证和成本认证。

 

 

来源：王文利频道

关键词： 元器件