元器件可靠性与失效分析见解（一）

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元器件失效分析对于每一位电子行业的朋友来说都不陌生，接下来将分享一些业内朋友的看法。
一、可靠性的基本认识
    可靠性，是质量控制的一个分支。但是把可靠性提升到一个专门技术来看待，是产品不断追求完美的一个必要阶段。我国可靠性研究起步较晚，伴随而来的可靠性分析技术，可靠性设备相对落后。在质量管理体系的跟进方面，比如ISO9001，中国似乎很快就赶上先进国家了，但是ISO，形式主义严重，不管是大大小小的公司，几乎都通过了ISO认证，现在我国企业ISO运作的现实是，基本上对质量水平的提升没有突破性的进展。未来企业之间产品实力的竞争，将会是可靠性水平的竞争。所以，可靠性研究的地位，将会越来越重要。
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二、关于可靠性研究的架构形式与运作模式
$ ?( A$ T( g6 _  M0 d    可靠性工程师，表面上是一种形式的设置，事实上体现了企业对可靠性的重视程度。
    传统的产品质量控制，也有一些可靠性控制方面的工作。比如开发部门的DQE（开发测试工程师）、品质部的QA、QE，都有一部分的可靠性工作。但是，这种模式，以对产品的功能，性能，安全测试为主，失效分析也停留在比较表面的部分。所以，有时即使看起来在控制质量，也有一些措施，但是不良仍然不断在发生，原因就在于没有分析到本质问题。
! B. h# z  M4 M+ f: v- J   可靠性研究的两大内容就是失效分析和可靠性测试（包括破坏性实验）。两者之间是相互影响和相互制约的。
! s5 E( g- l8 v; ^$ L   不过为了使事前简化，可以把这两大内容分割开来看。把失效分析和可靠性测试当成是可靠性研究的两个境界（严格讲来，这种分法不是非常恰当，此处只是为了简化）。企业可以根据自身的实际作出不同的策略。
$ h, x2 ?0 B( B) G* v7 w   以失效分析为主要内容的模式，相对来说是比较被动的模式，是等问题发生后才去分析问题的。当然，失效分析结果出来之后，可以反过来影响测试、开发、工艺、流程、筛选标准等。这种模式又可以根据自身情况，把失效分析做到不同的境界。这种模式，即使是简单的境界，也能实现低投入高回报。规模较小时，比如我们公司开始时可以采取这种模式。
" c0 B" @( l, t0 d. E0 H    以可靠性测试（包括破坏性实验）为主要内容的模式，是从源头上保证可靠性的一种方法。这种模式是一个系统工程，要求的实验设备非常丰富，投入的人力和时间也多，还有对信息的收集和统计（“只有在统计受控的条件下生产的元器件才会具有高可靠性”）投资非常大。目前我们公司还不能完全满足这个条件。
- L1 w& f4 L# f& D: n4 S  下面谈的是我对以失效分析为主要内容的模式时，可靠性研究架构的看法。
6 X/ f/ l- X) \* S4 _& ]  这种模式，由于规模小，所以不足以成立一个专门部门。但是可靠性工程师（或失效分析工程师）是一个必要岗位。当然可靠性工程师分在品质部还是开发部直接影响到失效分析的效率。就像品质部必须脱离生产系统一样，可靠性工程师必须安排在开发部，才能发挥更大的效力。常规的品质问题，还是由品质工程师处理。而可靠性工程师，主要分析的是返修率高的元器件失效，或对生产影响比较严重的元器件失效。否则就不会有这么多的精力解决重点问题。当然，可靠性工程师并不是单打独干就能解决问题。所以，在处理某种重要失效时，可靠性工程师必须牵头组织，成立失效分析专案小组，明确专案小组成员的责任，共同分析问题，查出原因，定位责任，提出改善措施，跟踪实施效果。这方法与品质PDCA循环类似，但必须把失效原因定位更加专业准确，提出的解决方案也必须更加有效果。失效分析专案小组可以由固定的人员组成，也可以针对实际情况具体指定人员。专案小组成员，除了可靠性工程师，一般都会有开发、工程技术、品质、生产等人员组成。
0 x6 y8 E9 S+ R$ v$ x0 ?- X5 q/ n   所谓的“某种重要的失效”，提出方可以是市场客服人员，也可以是生产部，或品质部，甚至开发部自身。
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三、可靠性工程师的素质要求之我见
2 B/ U: ~6 ~: J* x$ r3 D7 X) h  Y# [7 Q    可靠性问题，基本上都可以归结到元器件失效，（少部分是系统兼容及环境干扰引起）。换句话说，产品出去客户那里使用时不良，基本上都可以归结到元器件（还有软件）失效引起。所以，失效分析的精华就是元器件失效分析。但是元器件失效，除了元器件件本身可靠性差，还有设计、工艺、人为、环境应力等引起，或者是由综合因素引起。至于元器件本身问题，按照供应链管理的思路，追溯到供应商那里，同样可以归结为其原材料可靠性差，设计、工艺、人为、环境应力等引起。所以，可靠性工程师，必定要求对元器件的设计选用、测试、生产工艺熟悉。从我个人角度来看，我认为，可以多与供应商沟通，对于不了解的元器件甚至可以到现场考察交流。
: ?5 Y5 c& y0 e: p" s   其次，必须对电子技术本身非常熟悉，否则，系统的工作原理不了解，就没办法深入地分析失效原因，特别是设计层面的问题。
   必须熟悉物理化学等知识，因为失效机理的最深层次原因基本上都是物理化学作用引起的。我本人为此还决定重新复习高中和大学的数理化知识。
0 q$ P; w* y: C3 b0 p0 j- c必须懂得开发设计原理，否则就找不出设计原因引起的失效。而设计原因引起的失效，又占元器件失效很大的一部分。
: f9 D& Y( R, u' l. V8 ?7 c   熟悉生产工艺。
+ C$ A0 @" C/ z7 ]0 |# }6 q   逻辑严密，具有推理能力。同样的失效现象，有可能有不同的原因引起。在失效分析技术中，提出假说(有点像科学研究)是很常用的一种方法，然后拿良品按假说实验，重现失效现象，印证假说。
   考虑问题全面，小心谨慎。失效分析其实不仅仅只“挑刺”。处理问题还必须以企业的实际情况相适应，考虑全局利益。比如不可能拿军用标准来要求工业用和民用的元器件。不可能不考虑成本因素而无限要求质量。所以发现问题时，可靠性研究必须提出筛选方案，保证能把有隐患的不良品提前暴露出来，又不会由于不恰当的测试应力增加隐患。而对于某些情况是否可以放行，必须提供数据或理论，以免误放不良品，或者过于谨慎而造成浪费。
$ i1 K/ I0 O$ s! e' J   实事求是，数据必须真实可靠。否则会给决策带来失误。
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未来企业之间产品实力的竞争，将会是可靠性水平的竞争