电子元器件内在质量和可靠性的控制与评价——Cpk、SPC和PPM技术.pdf

电子元器件内在质量和可靠性的 控制与评价 ——Cpk、SPC和PPM技术 西安电子科技大学微电子学院 贾新章 2008.6 电子元器件内在质量和可靠性的 控制与评价 保证和评价元器件内在质量的核心技术 工序能力指数Cpk与6 σ设计 统计过程控制SPC 电子元器件内在质量和可靠性的 控制与评价 保证和评价元器件内在质量的核心技术 1. 元器件质量常规评价方法存在的问题 2. 关于元器件内在质量和可靠性问题的基本观点 3. 保证和评价元器件内在质量的核心技术 4. 技术流程和保证工作 1. 元器件质量常规评价方法存在的问题 保证和评价元器件质量和可靠性的传统方法是: (1) 常规测试、检验。 包括：生产过程中的工艺监测、 产品出厂前的筛选测试、 产品交付时的批接收抽样检验 (2) 可靠性寿命试验 (3) 现场使用数据积累 (4) 整机厂对采购元器件的再筛选。 “传统方法”的实质是以“合格”为中心“的“事后检验”。 随着元器件水平的提高，当可靠性等级优于六级以后， 可靠性寿命试验这条路已开始走入“死胡同”。其他几种以“合 格”为中心的方法已不能反映元器件实际质量可靠性水平。 1. 元器件质量常规评价方法存在的问题 (1) 随着工艺技术的发展，许多工序的常规工艺监测结果几乎不会出现不 满足加工工艺规范要求的情况。 (如：插针加工、电阻激光修正、键合等等） 管理和操作人员均认为生产状态很好，不存在问题； 批抽样接收检验也都能满足要求。 生产厂家满足于出厂产品都是合格产品。 用户满足于每一批产品都能通过批抽样检验。 这些以“合格”为目标的传统方法已无法区分实际工艺水平的高低、 也不能区分不同厂家和不同批次产品之间必然存在的质量区别。 其结果是：尽管用户采购的确实都是“合格”的产品，但是这些“合格”产 品的质量和可靠性确不一定高。 1. 元器件质量常规评价方法存在的问题 实际情况表明，合格产品并不代表产品的质量和可靠性高。 尽管用户采用的确实都是“合格”产品，但是仍然反映目前国内元器件存在的 一个主要质量可靠性问题是器件的“一致性差、稳定性不好”。 “一致性差”表现在同一批产品内部的不同器件之间，特性的分散性很大。 用户使用时不得不采取“再筛选”等措施对器件进行“挑选”。 “稳定性不好”表现在不同批次器件之间特性的起伏很大,不稳定。 用户在武器装备的研制生产中不敢大胆放心使用国产器件。 实际案例：70年代末80年代初，美国家电产品几乎被日本产品排挤出国际市 场的原因就是由于美国产品只考虑“合格”的要求。 1. 元器件质量常规评价方法存在的问题 (2) 随着产品质量和可靠性水平的提高,“ 可靠性寿命试 验”这条路正逐步进入“ 死胡同”。 失效率与可靠性寿命试验样品数的关系（例） (1000小时加速寿命试验) 失效率水平 允许0个失效 允许2个失效 1000FIT 355 835 100FIT 3550 8350 10FIT 35500 83500 结 论 进入新世纪，Intel公司单片微机芯片上器件数已超过 1亿个，而失效率则降至10FIT。 但是，评价10FIT 的失效