01单板与元器件的环境差异

元器件安装在单板上，经过单板印制线路板完成元器件间的互联，通过元器件的功能集合完成单板既定功能，单板提供了元器件的物理支撑、电连接和散热。单板的外部环境和元器件的微环境差异较大，这种差异导致实验认证合格的元器件在单板实际使用中会出现很多难以想象的问题。认证是为了选用可靠的元器件，而依据单板环境特点持续优化元器件认证方法是提高元器件可靠性的重要手段。在下面的差异分析中主要依据现有的元器件认证试验的不足，单板制造商在有条件的情况下可开展补充认证，提高自己单板的可靠性。

一、机械应力差距

元器件在生产厂测试时，在不通电的情况下一般采用托盘支撑；需要通电时，采用夹具支撑。在这种测试方式下，因为元器件没有焊接到单板上，因此各种机械应力基本不能加载到元器件上，元器件温度循环产生应力只作用到元器件局部，不能考察单板变形对元器件焊点的影响。

因为不同单板的机械应力差距巨大，单板制造商在进行元器件可靠性认证时，宜将元器件焊接到拟使用的PCB上进行实验，以弥补元器件厂家认证实验之不足。实验时应注意板材的选择和布线，各种板材的CTE差距较大，同时金属布线也会显著影响单板的变形。

二、复合应力与单一应力

元器件级的试验认证一般采用单一应力环境，但元器件在单板应用中面临的则是多种应力复合作用。在实际环境中，昼夜存在温度差，开关机和运行模式存在差异，导致元器件热功率耗散差距，器件结温不一样，因而会产生温度应力或温度循环应力。器件级的潮湿实验是在结构完整和恒定高温下进行，没有考虑器件的结温和外部温度的差异，器件级的单一应力实验很难匹配板级应用下的复合应力环境。

为了应对实际应用中的复杂工况，可依据单一应力失效机理，通过试验顺序的改变有效激发多应力环境下的失效机理。

 

02元器件可靠性需求分析

用好元器件必须对元器件在单板中面临的应力环境进行深入分析，最终将各种应力转换为元器件的强度要求和质量要求，将强度要求作为元器件规格书中的关键规格，将质量要求转化为与供应商合作的质量协议。元器件应力来源主要分为电过应力（EOS) 、热应力、机械应力、环境应力、寿命应力。

 

03板级元器件可靠性保障

板级元器件可靠性保障的主要手段是，使产品设计中用到的元器件可靠性应用条件得到满足，即通过设计构建可靠性，配合设计流程实现可靠性设计，通过对结果的检验持续优化可靠性设计流程。

 

图1 元器件可靠性保障流程

 

在概念阶段，需要依据产品需求和元器件技术特点分析关键元器件的特点，选定关键元器件的生产厂商，开展供应商认证，启动元器件认证程序，确保选对元器件，输出元器件可靠性需求。

在开发阶段，进行单板可靠性需求分析，对单板可靠性需求，历史产品使用过的相似元器件出现过的问题进行分析，明确关键器件、关键电路的元器件的可靠性需求和元器件关键规格，参与电路设计评审，检视设计需求是否得到满足，通过白盒测试验证元器件降额是否符合要求。

在单板验证阶段，验证单板（产品）是否符合单板可靠性需求。

在产品发布前，检查是否遗留可靠性设计问题，遗留问题是否有筛选方案，可靠性监控方案和相应的检测规范和设备是否就绪，存在可靠性风险时需要高层决策后实施产品发布。

在产品生命周期中对任何元器件失效问题必须进行失效分析，发现问题根因并制定和落实解决措施；对单板可靠性数据进行例行监控，持续进行测试，发现可靠性问题后及时分析并解决，严重问题进行产品召回。

任何阶段都需要设定便于质量管理的度量指标和质量基线，对于无法输出测量结果的设计，如文档、原理图、PCB通过组建评审专家团队，依据评审专家提出的问题严重性进行度量是否满足质量要求。

 

来源：Internet

关键词： 元器件