企業(yè)電子元器件檢測(cè)成本及質(zhì)量控制

胡少華 李敏

引言

企業(yè)電子元器件的檢測(cè)成本和質(zhì)量控制是現(xiàn)代制造業(yè)中非常重要的一環(huán)。在企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，電子元器件的質(zhì)量直接關(guān)系到產(chǎn)品的性能和可靠性，因此對(duì)電子元器件進(jìn)行全面而準(zhǔn)確地檢測(cè)是必不可少的。為提升電子元器件檢測(cè)效果，為后續(xù)的生產(chǎn)提供支持，應(yīng)該結(jié)合電子元器件的特點(diǎn)，選擇合適的檢測(cè)手段，同時(shí)在保證檢測(cè)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，將檢測(cè)成本控制在可控范圍。

一、電子元器件的特點(diǎn)

（一）功耗低且體積小

電子元器件的功耗低且體積小是現(xiàn)代電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造的重要特點(diǎn)之一。隨著科技的發(fā)展，電子元器件的功耗不斷降低，同時(shí)體積也在不斷縮小，這為電子設(shè)備的可持續(xù)發(fā)展提供了更多的可能性，保證耗電量能整體下降，讓電子元器件產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到最佳。功耗低是指電子元器件在工作過(guò)程中消耗的能量較少，通過(guò)采用先進(jìn)的制造工藝和設(shè)計(jì)技術(shù)，電子元器件能夠在提供相同功能的情況下降低功耗，從而延長(zhǎng)電池壽命，減少能源消耗。體積小是指電子元器件在尺寸上更加緊湊。通過(guò)微縮技術(shù)的應(yīng)用，電子元器件的尺寸得以減小，這對(duì)于電子設(shè)備的輕便化和便攜性非常重要。

（二）應(yīng)用時(shí)間長(zhǎng)且適應(yīng)能力強(qiáng)

電子元器件的應(yīng)用時(shí)間長(zhǎng)，可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地工作，不易出現(xiàn)故障，這對(duì)于許多關(guān)鍵設(shè)備和系統(tǒng)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，比如通信設(shè)備、航空航天系統(tǒng)和醫(yī)療設(shè)備。電子元器件的長(zhǎng)壽命可以保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，減少維修和更換的頻率，提高工作效率。同時(shí)電子元器件具有適應(yīng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)能夠適應(yīng)各種環(huán)境條件和工作要求，無(wú)論是在極高或極低的溫度下，還是在高濕度或強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境中，電子元器件都能夠穩(wěn)定工作，因此被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域。電子元器件的適應(yīng)能力強(qiáng)，可以為各種應(yīng)用場(chǎng)景提供可靠解決方案。

（三）可靠性強(qiáng)

為滿足產(chǎn)品的應(yīng)用要求，電子元器件在質(zhì)量、安全、壽命等方面都應(yīng)該展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。電子元器件的安全性強(qiáng)，可靠度高，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)能讓產(chǎn)品的性能達(dá)到最佳。電子元器件可以依照不同的環(huán)境要求，具備特定的環(huán)境適應(yīng)能力，不會(huì)因?yàn)榄h(huán)境因素而對(duì)本身的功能造成影響，也不會(huì)對(duì)電子產(chǎn)品的總體應(yīng)有效益產(chǎn)生干擾。電子元器件在產(chǎn)品制作期間，需要結(jié)合相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，有針對(duì)性地進(jìn)行設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，同時(shí)構(gòu)建完善的質(zhì)量管理體系與標(biāo)準(zhǔn)，以便各個(gè)級(jí)別的電子元器件均能達(dá)到安全性要求，將自身的功能和作用發(fā)揮到最大[1]。

二、企業(yè)電子元器件檢測(cè)必要性

企業(yè)電子元器件檢測(cè)的必要性是不可忽視的。在現(xiàn)代工業(yè)中，電子元器件作為產(chǎn)品的核心部件。因此對(duì)電子元器件進(jìn)行檢測(cè)是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。加強(qiáng)對(duì)電子元器件的檢測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的質(zhì)量問(wèn)題，如元器件的材料不合格、制造工藝不符合要求等，針對(duì)具體問(wèn)題制定解決辦法，避免不合格產(chǎn)品流入市場(chǎng)，保證產(chǎn)品的質(zhì)量可靠性。并且電子元器件在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，可能會(huì)出現(xiàn)老化、熱失效等問(wèn)題，通過(guò)檢測(cè)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并更換這些有問(wèn)題的元器件，減少產(chǎn)品的故障率，提高產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性[2]。現(xiàn)階段，隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的不斷提升，相關(guān)產(chǎn)品中應(yīng)用的技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)，對(duì)電子元器件質(zhì)量提出更高要求。故而，搭建一套元器件試驗(yàn)可靠性系統(tǒng)，全方位檢驗(yàn)元器件，將元器件測(cè)試、老化篩選等工作落實(shí)到位，將部分潛在的早期失效元器件提前剔除，防止不達(dá)標(biāo)的產(chǎn)品進(jìn)入下一道工序，為整機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性的提升提供保障，避免出現(xiàn)大量的經(jīng)濟(jì)損失。

三、企業(yè)電子元器件檢測(cè)成本控制

在電子元器件檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)該結(jié)合元器件的具體性能和特點(diǎn)，有針對(duì)性地對(duì)檢測(cè)方法加以利用，保證檢測(cè)的精準(zhǔn)性和可靠性。與此同時(shí)，還應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)檢測(cè)成本的管控，保證檢測(cè)效果在達(dá)到既定要求的前提下，檢測(cè)成本能得到最大化節(jié)約。

（一）簡(jiǎn)單基本元件檢測(cè)

簡(jiǎn)單基本元件指的是在生產(chǎn)加工期間，不對(duì)其分子組成作出任何改變的產(chǎn)品，比如電容、電阻等。這些元器件的功能簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、成熟。因此在檢測(cè)這類元器件過(guò)程中，為節(jié)約檢測(cè)的成本，可以在采購(gòu)前完成檢測(cè)。在采購(gòu)元器件時(shí)，安排水平高且專業(yè)能力強(qiáng)的檢驗(yàn)人員，認(rèn)真檢查產(chǎn)品的型號(hào)、規(guī)格等，確認(rèn)實(shí)物是否與產(chǎn)品說(shuō)明相同。在元器件檢驗(yàn)環(huán)節(jié)，最好采用抽檢方式，節(jié)約時(shí)間和人力，讓檢測(cè)的結(jié)果更具有真實(shí)性，讓檢驗(yàn)過(guò)程順利完成[3]。

（二）集成電路元器件檢測(cè)

針對(duì)一些復(fù)雜但穩(wěn)定性好、質(zhì)量高的元器件，因?yàn)閮?nèi)部相對(duì)繁瑣，電路管腳多，諸如XILINX中的FPGA芯片，有將近100個(gè)管腳，功能復(fù)雜，在實(shí)際檢測(cè)期間，需要有專業(yè)能力強(qiáng)且經(jīng)驗(yàn)豐富的檢驗(yàn)人員，花費(fèi)的時(shí)間和人力較大。并且在檢測(cè)這類元器件時(shí)，如果購(gòu)買專門(mén)的檢測(cè)儀器，并沒(méi)有太大用途。加之此類元器件在企業(yè)中的使用單一，所以為節(jié)約檢測(cè)成本，應(yīng)該選擇合適的方式檢測(cè)。比如：外觀檢測(cè)：通過(guò)目測(cè)或者顯微鏡觀察集成電路元器件的外觀，檢查是否存在破損、腐蝕等問(wèn)題；電氣性能檢測(cè)：連接測(cè)試設(shè)備，測(cè)量集成電路元器件的電氣性能，包括電壓、電流等指標(biāo)；溫度測(cè)試：測(cè)試集成電路元器件在不同的溫度環(huán)境下的工作性能、穩(wěn)定性。而根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得知，這類元器件返廠維修的概率非常小，因此只要認(rèn)真檢驗(yàn)元器件的外部包裝以及使用性能即可。在檢測(cè)期間，主要任務(wù)是目測(cè)檢驗(yàn)產(chǎn)品的型號(hào)、規(guī)格等，并對(duì)元器件生產(chǎn)商、出廠日期詳細(xì)記錄。

（三）常規(guī)元器件檢測(cè)

常規(guī)元器件指的是在工廠加工期間，原本材料分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的產(chǎn)品，諸如二極管等，具有普遍性特征，元器件的類型多樣。如果企業(yè)的規(guī)模較小，在對(duì)元器件的性能檢測(cè)過(guò)程中，需要專門(mén)購(gòu)買儀器，投入的資金成本大，所以很難實(shí)現(xiàn)。但與其他類型的元器件相比，常規(guī)元器件必須經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)才能了解其質(zhì)量，保證整機(jī)的后續(xù)運(yùn)行能穩(wěn)定且安全。故而，為節(jié)約元器件檢測(cè)成本，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，選擇合適的檢測(cè)方法，具體分析如下：

1.管腳“P-N”結(jié)測(cè)試。此方法是一種常見(jiàn)的電子元器件測(cè)試方法，需要將被測(cè)元器件正確連接到測(cè)試儀器上。然后，通過(guò)施加電壓或電流，觀察元器件的響應(yīng)和特性。比如：調(diào)節(jié)萬(wàn)用表，將其調(diào)整到“P-N”結(jié)測(cè)試擋，在連接芯片的“GND”地腳期間，對(duì)“+”表筆靈活應(yīng)用。在連接芯片的地腳時(shí)，應(yīng)用“-”表筆。同時(shí)對(duì)芯片各個(gè)“P-N”結(jié)電壓詳細(xì)記錄。如果測(cè)試結(jié)果符合預(yù)期，說(shuō)明元器件的結(jié)構(gòu)和性能良好；如果測(cè)試結(jié)果異常，可能存在元器件損壞或其他問(wèn)題。因?yàn)椴糠旨呻娐沸酒墓苣_在16個(gè)以上，所以可以利用此種方式測(cè)試。如果芯片的封裝類型多樣，購(gòu)買專門(mén)的檢測(cè)裝置還需要投入大量資金，并且若是依照工廠提供的電路動(dòng)手搭配工裝，同樣要花費(fèi)較大成本，消耗的時(shí)間多。為解決上述問(wèn)題，可以加強(qiáng)對(duì)管腳“P-N”結(jié)測(cè)試方法的使用。需要注意的是，在進(jìn)行元器件測(cè)試時(shí)，應(yīng)遵循相關(guān)的安全操作規(guī)程，以確保測(cè)試的準(zhǔn)確性和安全性。此外，在測(cè)試過(guò)程中應(yīng)注意避免使用過(guò)高的電壓或電流，以免損壞元器件或造成安全隱患。

2.功能測(cè)試。電子元器件的類型多樣，既有簡(jiǎn)單的元件，也有很多復(fù)雜元件。為了解不同元件的質(zhì)量和性能，在具體檢測(cè)期間，可以以元件的不同功能為基準(zhǔn)，應(yīng)用功能測(cè)試法進(jìn)行檢測(cè)。如果元器件比較簡(jiǎn)單，檢驗(yàn)人員在檢測(cè)過(guò)程中，可以依照元件的規(guī)格、型號(hào)等指標(biāo)，和實(shí)物逐一對(duì)比，檢驗(yàn)元器件能否在電子設(shè)備中發(fā)揮作用?；蛘卟捎贸闄z的方式對(duì)部分元器件的功能進(jìn)行檢測(cè)。這種方式的應(yīng)用，除了能讓成本得到節(jié)約之外，檢測(cè)的時(shí)間也能節(jié)省。若元器件比較復(fù)雜，在進(jìn)行功能測(cè)試期間，單獨(dú)購(gòu)買專門(mén)的檢測(cè)設(shè)備會(huì)讓檢測(cè)的成本增大，加之需要人工調(diào)節(jié)檢測(cè)電子器件的機(jī)器，也會(huì)讓人工管理費(fèi)用增加。對(duì)此，企業(yè)要提前將規(guī)劃工作做好，對(duì)檢測(cè)的成本精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行生產(chǎn)，保證功能測(cè)試能順利推進(jìn)，達(dá)到對(duì)檢測(cè)成本節(jié)約的目的。

3.性能測(cè)試。在對(duì)元器件檢測(cè)過(guò)程中，部分芯片利用上述兩種方法并不能及時(shí)、精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)故障問(wèn)題，但元器件配在整機(jī)時(shí)，元器件內(nèi)部的缺陷便會(huì)暴露。針對(duì)這類芯片，可以應(yīng)用性能測(cè)試方法進(jìn)行檢測(cè)。性能測(cè)試在大的范圍中，能夠?qū)崿F(xiàn)定量檢測(cè)，明確元器件的電參數(shù)能否達(dá)到既定標(biāo)準(zhǔn)，諸如熱沖擊試驗(yàn)等。當(dāng)然，為將元器件檢測(cè)的成本控制在合理范圍內(nèi)，可以將檢測(cè)工作委托給供應(yīng)商或者生產(chǎn)廠家，在測(cè)試后提供檢測(cè)報(bào)告。這種方式對(duì)企業(yè)元器件檢測(cè)成本的降低有促進(jìn)作用。

四、企業(yè)電子元器件檢測(cè)質(zhì)量控制措施

（一）電子元器件的選用

若想提升電子元器件檢測(cè)質(zhì)量，電子元器件的選擇和應(yīng)用至關(guān)重要。對(duì)元器件進(jìn)行降額設(shè)計(jì)和熱設(shè)計(jì)。選擇實(shí)力強(qiáng)且品質(zhì)好的廠家，從源頭將供貨的風(fēng)險(xiǎn)降低。盡可能將元器件的品種、規(guī)格壓縮，選擇可靠的第二供方，對(duì)質(zhì)量動(dòng)態(tài)化監(jiān)管。同時(shí)明確電子元器件的功能，選擇適合的類型。對(duì)電子元器件的性能參數(shù)仔細(xì)分析與研究，包括額定電流、頻率響應(yīng)等，以便所選的元器件性能可以與設(shè)計(jì)要求一致。此外，對(duì)電子元器件的可靠性、壽命綜合考量，以免后續(xù)應(yīng)用時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。

（二）對(duì)重點(diǎn)環(huán)節(jié)嚴(yán)格檢測(cè)

為保證電子元器件檢測(cè)質(zhì)量能得到有效控制，在具體檢測(cè)期間，應(yīng)該明確重點(diǎn)檢測(cè)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)對(duì)元器件的篩選，加大設(shè)備、儀器的管控力度。元器件老化篩選之前，需要將準(zhǔn)備工作做好，組織人員進(jìn)行相應(yīng)測(cè)試，對(duì)測(cè)試階段產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以及變化情況詳細(xì)記錄，保證后續(xù)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)能做到有據(jù)可依。在檢測(cè)時(shí)，需要加強(qiáng)對(duì)溫度的管控，嚴(yán)格按照規(guī)定的要求檢測(cè)。如果溫度過(guò)高或者過(guò)低，只能將臨界狀態(tài)的隱患篩選出來(lái)，加之溫度循環(huán)，溫差也會(huì)有增大的趨勢(shì)，在多次循環(huán)下，借助熱疲勞應(yīng)力找出缺陷。通過(guò)仔細(xì)檢查元器件，明確元器件老化篩選及檢測(cè)的具體成效，了解是否能達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和要求，篩選后要將淘汰率較高的元器件反饋給采購(gòu)部門(mén)。

（三）強(qiáng)化對(duì)電子元器件的二次篩選

現(xiàn)階段，由于受到技術(shù)等因素的影響，電子元器件在采購(gòu)過(guò)程中，通常需要依靠代理商。但是因?yàn)椴少?gòu)渠道多元，使得元器件的質(zhì)量無(wú)法保證，經(jīng)常出現(xiàn)劣質(zhì)產(chǎn)品，總體上與現(xiàn)代儀器設(shè)備應(yīng)用要求不吻合。為將此類問(wèn)題解決，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)電子元器件的二次篩選，對(duì)質(zhì)量嚴(yán)格管控。所謂的二次篩選，主要是指對(duì)初次篩選的電子元器件進(jìn)行再次篩選，在此過(guò)程，可以應(yīng)用的方法主要有：

1.外觀檢查：認(rèn)真、仔細(xì)檢查電子元器件的外觀，包括外殼完整性、引腳是否正常等。

2.尺寸測(cè)量：應(yīng)用合適的測(cè)量工具對(duì)電子元器件進(jìn)行測(cè)量，檢查是否符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與要求。

3.功能測(cè)試：應(yīng)用專用的測(cè)試設(shè)備對(duì)電子元器件的電性能展開(kāi)測(cè)試，包括電容、電阻等。

4.壽命測(cè)試：通過(guò)加速壽命測(cè)試，對(duì)電子元器件的應(yīng)用壽命進(jìn)行模擬，準(zhǔn)確評(píng)估電子元器件的可靠性、使用壽命。

電子器件在二次篩選過(guò)程中，需要做到100%篩選，保證某種失效模式的電子元器件能徹底清除。在篩選電子元器件期間，應(yīng)該本著選擇性地原則，對(duì)存在問(wèn)題較多的電子元器件重點(diǎn)檢查。因?yàn)闄z測(cè)手段等因素的局限，無(wú)法進(jìn)行元器件篩選，可以利用其他控制模式，加強(qiáng)對(duì)元器件質(zhì)量的管控，比如在應(yīng)用的電路上展開(kāi)測(cè)試。

（四）破壞性物理分析

電子元器件中的部分缺陷很難通過(guò)二次篩選發(fā)現(xiàn)，因此為讓各類儀器設(shè)備的應(yīng)用要求滿足，確保電子元器件的質(zhì)量達(dá)到既定標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該加強(qiáng)電子元器件破壞性物理分析，對(duì)關(guān)鍵、比較重要的元器件采用抽樣方式分析。借助破壞性物理分析技術(shù)，元器件第二次篩選期間無(wú)法發(fā)現(xiàn)的缺陷能被快速找出，保證元器件的可靠性可以增強(qiáng)。所謂的破壞性物理分析，具體是指通過(guò)對(duì)電子元器件進(jìn)行物理性能測(cè)試和分析，以評(píng)估其性能和可靠性，并確定是否存在潛在的故障原因或破壞機(jī)制。此項(xiàng)工作的具體操作如下：

1.外觀檢查：對(duì)電子元器件進(jìn)行外觀檢查，檢查是否存在物理?yè)p傷、腐蝕、燒焦或其他明顯的損壞情況。

2.焊點(diǎn)檢查：檢查焊接點(diǎn)，包括焊接質(zhì)量、焊點(diǎn)形狀、焊縫是否完整等，排除焊接質(zhì)量問(wèn)題引發(fā)的故障。

3.破壞性測(cè)試：對(duì)一部分電子元器件進(jìn)行破壞性測(cè)試，如剪切、拉伸、彎曲、高溫等環(huán)境下的測(cè)試，模擬元器件在應(yīng)用時(shí)可能遇到的極端條件，評(píng)估其耐受能力和可靠性。

（五）對(duì)電子元器件質(zhì)量密切跟蹤

在企業(yè)電子元器件檢測(cè)質(zhì)量期間，還要密切關(guān)注元器件的質(zhì)量。要求供應(yīng)商提供詳細(xì)的質(zhì)量報(bào)告，包括原材料的來(lái)源、生產(chǎn)過(guò)程的控制措施以及最終產(chǎn)品的測(cè)試結(jié)果。在儀器設(shè)備組裝調(diào)整、校驗(yàn)結(jié)束后，如果發(fā)現(xiàn)異常情況，要全面分析元器件的質(zhì)量。如果問(wèn)題嚴(yán)重，可以采取更換元器件型號(hào)的方式解決。同時(shí)利用先進(jìn)儀器和設(shè)備，確保元器件的功能和可靠性符合設(shè)計(jì)要求。如果發(fā)現(xiàn)任何質(zhì)量問(wèn)題，立即采取糾正措施，如追溯產(chǎn)品批次和與供應(yīng)商進(jìn)行溝通，以解決問(wèn)題并防止類似問(wèn)題再次發(fā)生。建立電子元器件質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)，動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)元器件的質(zhì)量，反映出來(lái)，保證選擇的電子元器件能合理、科學(xué)。根據(jù)指標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)提供的管理信息，應(yīng)用最新的元器件，或者加大此方面的研究力度，從整體角度上促進(jìn)電子元器件質(zhì)量的提高，真正達(dá)到質(zhì)量有效控制的目的。

結(jié)束語(yǔ)

綜合而言，企業(yè)電子元器件的檢測(cè)成本和質(zhì)量控制是一個(gè)綜合考慮的問(wèn)題。企業(yè)需要在成本和質(zhì)量之間進(jìn)行平衡，選擇合適的檢測(cè)設(shè)備和技術(shù)手段，確保電子元器件的質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)，降低檢測(cè)成本，提高生產(chǎn)效率。同時(shí)對(duì)電子元器件檢測(cè)質(zhì)量嚴(yán)格管控，制定可行的管控辦法與對(duì)策，這樣才能在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中獲得優(yōu)勢(shì)，提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力與核心優(yōu)勢(shì)，為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。