可靠性保證中低等級器件的生產(chǎn)批次表征模型論文
摘要：
結合當前形勢下武器裝備用元器件Itl失效模式浴盆效應、長(cháng)貯存壽命、破壞性物理試驗等方面的需要與要求，填補了我國在國內外低等級器件生產(chǎn)批次規律研究的空白，對新一代武器裝備如何合理識別和判斷正確的生產(chǎn)批次進(jìn)行了剖析研究，提出了低等級器件在型號研制中生產(chǎn)批次的表征方式和分類(lèi)模型，以便在新型號中進(jìn)一步的推廣和應用。
關(guān)鍵詞：生產(chǎn)批次；低等級；表征方式；元器件
中圖分類(lèi)號：TJ03 文獻標識碼：A 文章編號：1003—0107（2017）05—0037—03
引言：
隨著(zhù)航天科技的發(fā)展，型號研制試驗早已進(jìn)入了批次化管理中時(shí)代。武器裝備在試驗和使用低等級元器件數量龐大，由于生產(chǎn)批次的表達方式不統一、無(wú)規律，難免陷入批次管理中混亂、復雜的局面。批次認知的界線(xiàn)模糊和各成體系，使元器件在批次管理過(guò)程中暴露出不少質(zhì)量與可靠性問(wèn)題[2]，亟需各型號研制單位重新歸納整理國內外型號用低等級器件的生產(chǎn)批次表征模式。生產(chǎn)批次不僅關(guān)乎驗收環(huán)節的DPA試驗、貯存有效期和超期復驗的有效計算，也影響著(zhù)篩選試驗中的老化試驗、超期復驗各項補充篩選試驗相關(guān)試驗機制。
1、器件生產(chǎn)批次的定義。
所謂生產(chǎn)批次，是指器件在大規模批量生產(chǎn)中，在一定時(shí)期內一次性生產(chǎn)的、在質(zhì)量、結構和制造方法上完全相同的器件生產(chǎn)批[3]。器件的生產(chǎn)批次化管理不僅貫穿于器件生產(chǎn)制造過(guò)程的產(chǎn)品品種、質(zhì)量、產(chǎn)量、成本、生產(chǎn)周期[4]等的方方面面，同樣貫穿于可靠性的試驗選用、分析、篩選試驗和板級考核評價(jià)嘲等質(zhì)量保證的方方面面。
2、器件生產(chǎn)批次判別整理的必要性。
�。�1）批次判斷在貯存有效期中浴盆效應應用的影響。
每批器件從投入到報廢為止的整個(gè)工作壽命周期內，其可靠性在封帽后的變化呈現浴盆效應，即器件生產(chǎn)后失效速度大量加快、進(jìn)而減緩且穩定，最后器件重新大量失效的時(shí)間效應。正因為元器件的功能具有一定的時(shí)效性，在滿(mǎn)足型號用器件要求的可靠性質(zhì)量保證過(guò)程中，需要對器件使用工作壽命的生產(chǎn)批次這個(gè)起始信息進(jìn)行無(wú)偏差的準確辨認。由圖1所示可知，當起始批次判斷滯后，處于耗損期件被誤認為處于中段安全期，或當起始批次判斷超前，處于早期失效期器件誤認為處于中段安全期，器件存在的故障隱患流入后續環(huán)節。當進(jìn)入板級、整機考核階段失效發(fā)生，會(huì )耗費大量時(shí)間從整機、板級逐一排查，重新啟動(dòng)采購周期輕者影響型號進(jìn)度，重者失效后期發(fā)生，后果不堪設想。因此，生產(chǎn)批次的正確判斷，有助于科學(xué)地避免浴盆效應中器件因功能失效造成的經(jīng)濟損失和時(shí)間成本。
�。�2）器件批次判斷在破壞性物理試驗中的.影響。
DPA有利于發(fā)現異常批次性的產(chǎn)品，只有在批次管理學(xué)及抽樣統計學(xué)的指導下，才能為可靠性試驗條件提供理論依據和實(shí)際分析手段，以提供是否要整批棄用的決策依據。生產(chǎn)批次是將大量生產(chǎn)的器件通過(guò)不同的封帽時(shí)間段分隔開(kāi)來(lái)，采用化整體為部分的方式進(jìn)行質(zhì)量管控——生產(chǎn)批次是可靠性質(zhì)量保證的橫向管理；破壞性物理試驗是源于物理或化學(xué)變化累積性衰退效應進(jìn)行抽樣性的破壞試驗——是可靠性質(zhì)量保證的縱向管理。有效的DPA試驗只有與準確可靠的批次管理信息相結合，才能發(fā)揮應有的作用，才能在產(chǎn)品交付驗收中有現實(shí)意義。否則，器件的差批誤判良批，將導致DPA排除原理失能而引入錯批器件，造成嚴重后果；器件的良批誤判差批，又造成不必要的經(jīng)濟損失和人力、物力的資源浪費，甚至影響、拖延國家型號的推進(jìn)進(jìn)度。
3、國內外低等級器件生產(chǎn)批次的表征模型分類(lèi)。
�。�1）研究低等級器件生產(chǎn)批次的必要性。
近幾年來(lái)，越來(lái)越多的國外大型宇航公司在宇航單機設計中打破禁用限用工業(yè)級甚至商業(yè)級器件的規定。低等級集成電路器件以其設計成本低廉、研制進(jìn)度快、性能領(lǐng)先等優(yōu)勢出現在國內外電子科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的PCB設計版圖中。市面上的低等級集成電路多采用PDIP、QFP和PFP封裝，比傳統的陶瓷、金屬密封器件抗機械振動(dòng)更強，在抗沖擊和恒定加速度方面也更出色，并且沒(méi)有可動(dòng)多余物無(wú)法引發(fā)內部短路。因此本文中就國內外低等級器件的批次表達作為典型來(lái)分析。
�。�2）國內外低等級器件生產(chǎn)批次表征模型及案例。
市場(chǎng)上流通低等級的器件源自不同生產(chǎn)單位，功能各異、種類(lèi)繁多，其批次的表達也形式多樣，各成體系�？傮w來(lái)說(shuō)，可以總結歸納為以下幾種表征方式：
�、僦蹦啃�。
顧名思義，批次表達一目了然、清晰明朗，此類(lèi)器件的批次一般都是由“年份+周數”或者“年份+月份”的形式表達，是當今半導體集成電路市場(chǎng)上最為簡(jiǎn)潔、廣泛的批次表達方式。例如IDT公司的時(shí)鐘驅動(dòng)器ICS854S015CKI—OILF，其器件打印“1508”代表15年08周，年周型的表達明晰、直觀(guān)易懂；又如VICOR公司的模擬電路URAM2M21，器件打印“1606”，其批次代表16年的06月，以年月型表達。這兩例都是國外典型的直目型表達法，簡(jiǎn)易淺顯。國內低等級器件以企標等級為例，如瑞普北光的分立器件BT003SA，批次“1 109”為直目年周型；中電13所的放大器HE390A，批次“11。36”也是“年+周”的直目型批次“1136”。
�、谖坏怪眯�。
在“年+周”基型或“年+月”基型的基礎上，對年份與周數或月份進(jìn)行數位倒置來(lái)進(jìn)行排列的一種批次表達法。典型代表如埃德電子的器件，該公司生產(chǎn)的EMP105—813—4A（J）電磁干擾濾波器，其批次打印就是位倒置型的表達。批次“MF0113”串中取數位后，需額外將4位數字兩相倒置方可得年周批次“1301”，表達方法新穎別致。
�、畚辉鰷p型。
生產(chǎn)批次相比直目型相對隱匿，需對數字串的位數稍作調整，方可得真實(shí)批次。通常與“串中取位法”相結合，伴以位數上的增減，達到“曲徑通幽”之效。例如VISHAY公司的DG612AEQ單刀單擲開(kāi)關(guān)，器件打印為“G524”，批次串中減除字母部分，留下三位連續數字串“524”無(wú)法表達一個(gè)完整的日期，須由用戶(hù)自行增補首一位“1”，方能形成“1524”的正常年周結構，就是利用了“串中取型+位增減型”相結合的年周型取位法；類(lèi)似的，DALLS公司的產(chǎn)品溫度傳感器DS18820U的批次串打印為“129C4”也可以同樣地得到“1129”這個(gè)最終批次。
�、艽腥∥恍�。
器件批次由數字及字母混合而成的批次串，正確批次為其中兩位或幾位，是批次識別最為常見(jiàn)的方法。不同國家的不同生產(chǎn)廠(chǎng)商有著(zhù)不同慣例，根據時(shí)間分配劃分，串中取位根據又分為串取年月型、串取年周型等；按照所取位數和批次所處位置的不同劃分，有串中取雙、串中取部和串中取整型三種取法等等�；镜�，如進(jìn)口器件LINEAR公司的開(kāi)關(guān)穩壓器LTM4644IY#PBF，器可靠性保證中低等級器件的生產(chǎn)批次表征模型 趙穎，等件打印為“1606MY”，直接摘取批次串中的數字串部分，即得年周型批次“1606”。
同時(shí)，“串中取位法”也是覆蓋其他類(lèi)型也最為普遍的方法。國內外各大小廠(chǎng)商在設置批次形式時(shí)，經(jīng)常采用“串中取法+”的形式。舉例說(shuō)明，XILINX公司的存儲器XC18V04VQG44BRT，批次串“HP030AJP”首先串中取數“030”，再通過(guò)增減位法補充首位，則有批次“1030”。有些單位的批次情況較為復雜，批次串是全部由數字表達，只有識別其中真正表達生產(chǎn)日期的數位，才能抽取正確的有效批次。如LINEAR公司的器件低壓差線(xiàn)性穩壓器LT1764AEQ—3。3，其批次為摘取21 14527”的前三位“211”而得到“1211”的年周型批次，與此同時(shí)，的器件DC/DC電源模塊V24A15M400BL（VICOR公司），其批次為摘取“01151029”的中四位“1510”得到“2015。10”的年月型批次，另外還有紅外光電液位探頭TC—83AT情島智騰公司）批次是抽“20110201”中的首6位得到年月型表達“2011。2”。
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生產(chǎn)廠(chǎng)商出于保密的需要或知識產(chǎn)權的保護等原因，采取將生產(chǎn)日間的年份、月份、周數等信息作一定程度的“偽裝”的一種方法。通常來(lái)說(shuō)，將把年、月、周、日與為一系列字母對應起來(lái)。字母或截中串取英文字母表中的部分字母排列（a法），或毫無(wú)規律可循嚴格按照保密對應表格（6法）。字母內隱含的有效信息被掩蓋，其中的對應關(guān)系只有內部人知曉。舉例來(lái)說(shuō)，JBDRV594VFP（TI公司）是基于HB的PRPHL驅動(dòng)器件，批次串“8CTCHID”慣于取前兩位分別代表年月，雙數月10月份、11月份和12月份分別用字母A、B、C來(lái)替代，即通過(guò)“串中取位+字母代月”的手法實(shí)現了批次的雙字節簡(jiǎn)易表達法；EUDYNA公司選用o法、6法交織的方式，用循環(huán)的“…S、T、U……Y、Z、A——”對應年份的“…2010、2011、2012——2016、2017、2018…”，用略帶跳躍的字母“H、M、N、P、R、S、T、U、W、X、Y、Z”來(lái)代替1—12月份。既巧妙又隱晦。如器件高功率GaAs場(chǎng)效應管FLL177ME，批次串“YT”代表的是“2016。7”；MCRON公司將每年的1—52周的雙數周對應字母排序“A。Z”：如隨機存取存儲器MT48LC4M328285—6AIT：L，打印串“SSL12”，串中取首兩位“5S”得代表批次“1538”，利用了“串中取位+字母替代+位增減”三種批次表達法相結合。
4、結語(yǔ)。
電子元器件可靠性是可靠性工程的基礎，也是可靠工程中最為復雜的工作。型號用器件的大規模批量生產(chǎn)使生產(chǎn)批次這個(gè)重要概念從生產(chǎn)到二次篩選，一直延用到裝機調試和最后的投入運用。為了提高低等級器件的質(zhì)量與可靠性保證，有必要系統地對器件的生產(chǎn)批次的表征方式進(jìn)行模型化歸納，有助于提升武器裝備質(zhì)量與可靠性的評價(jià)技術(shù)水平翻，促進(jìn)國家在低等級器件質(zhì)保的自主創(chuàng )新發(fā)展，從而推廣應用于其它研制型號領(lǐng)域。
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