可靠性保证中低等级器件的生产批次表征模型论文
摘要：
结合当前形势下武器装备用元器件Itl失效模式浴盆效应、长贮存寿命、破坏性物理试验等方面的需要与要求，填补了我国在国内外低等级器件生产批次规律研究的空白，对新一代武器装备如何合理识别和判断正确的生产批次进行了剖析研究，提出了低等级器件在型号研制中生产批次的表征方式和分类模型，以便在新型号中进一步的推广和应用。
关键词：生产批次；低等级；表征方式；元器件
中图分类号：TJ03 文献标识码：A 文章编号：1003—0107（2017）05—0037—03
引言：
随着航天科技的发展，型号研制试验早已进入了批次化管理中时代。武器装备在试验和使用低等级元器件数量庞大，由于生产批次的表达方式不统一、无规律，难免陷入批次管理中混乱、复杂的局面。批次认知的界线模糊和各成体系，使元器件在批次管理过程中暴露出不少质量与可靠性问题[2]，亟需各型号研制单位重新归纳整理国内外型号用低等级器件的生产批次表征模式。生产批次不仅关乎验收环节的DPA试验、贮存有效期和超期复验的有效计算，也影响着筛选试验中的老化试验、超期复验各项补充筛选试验相关试验机制。
1、器件生产批次的定义。
所谓生产批次，是指器件在大规模批量生产中，在一定时期内一次性生产的、在质量、结构和制造方法上完全相同的器件生产批[3]。器件的生产批次化管理不仅贯穿于器件生产制造过程的产品品种、质量、产量、成本、生产周期[4]等的方方面面，同样贯穿于可靠性的试验选用、分析、筛选试验和板级考核评价嘲等质量保证的方方面面。
2、器件生产批次判别整理的必要性。
（1）批次判断在贮存有效期中浴盆效应应用的影响。
每批器件从投入到报废为止的整个工作寿命周期内，其可靠性在封帽后的变化呈现浴盆效应，即器件生产后失效速度大量加快、进而减缓且稳定，最后器件重新大量失效的时间效应。正因为元器件的功能具有一定的时效性，在满足型号用器件要求的可靠性质量保证过程中，需要对器件使用工作寿命的生产批次这个起始信息进行无偏差的准确辨认。由图1所示可知，当起始批次判断滞后，处于耗损期件被误认为处于中段安全期，或当起始批次判断超前，处于早期失效期器件误认为处于中段安全期，器件存在的故障隐患流入后续环节。当进入板级、整机考核阶段失效发生，会耗费大量时间从整机、板级逐一排查，重新启动采购周期轻者影响型号进度，重者失效后期发生，后果不堪设想。因此，生产批次的正确判断，有助于科学地避免浴盆效应中器件因功能失效造成的经济损失和时间成本。
（2）器件批次判断在破坏性物理试验中的影响。
DPA有利于发现异常批次性的产品，只有在批次管理学及抽样统计学的指导下，才能为可靠性试验条件提供理论依据和实际分析手段，以提供是否要整批弃用的决策依据。生产批次是将大量生产的器件通过不同的封帽时间段分隔开来，采用化整体为部分的方式进行质量管控——生产批次是可靠性质量保证的横向管理；破坏性物理试验是源于物理或化学变化累积性衰退效应进行抽样性的破坏试验——是可靠性质量保证的纵向管理。有效的DPA试验只有与准确可靠的批次管理信息相结合，才能发挥应有的作用，才能在产品交付验收中有现实意义。否则，器件的差批误判良批，将导致DPA排除原理失能而引入错批器件，造成严重后果；器件的良批误判差批，又造成不必要的经济损失和人力、物力的资源浪费，甚至影响、拖延国家型号的推进进度。
3、国内外低等级器件生产批次的表征模型分类。
（1）研究低等级器件生产批次的必要性。
近几年来，越来越多的国外大型宇航公司在宇航单机设计中打破禁用限用工业级甚至商业级器件的规定。低等级集成电路器件以其设计成本低廉、研制进度快、性能领先等优势出现在国内外电子科学技术领域的PCB设计版图中。市面上的低等级集成电路多采用PDIP、QFP和PFP封装，比传统的陶瓷、金属密封器件抗机械振动更强，在抗冲击和恒定加速度方面也更出色，并且没有可动多余物无法引发内部短路。因此本文中就国内外低等级器件的批次表达作为典型来分析。
（2）国内外低等级器件生产批次表征模型及案例。
市场上流通低等级的器件源自不同生产单位，功能各异、种类繁多，其批次的表达也形式多样，各成体系。总体来说，可以总结归纳为以下几种表征方式：
①直目型。
顾名思义，批次表达一目了然、清晰明朗，此类器件的批次一般都是由“年份+周数”或者“年份+月份”的形式表达，是当今半导体集成电路市场上最为简洁、广泛的批次表达方式。例如IDT公司的时钟驱动器ICS854S015CKI—OILF，其器件打印“1508”代表15年08周，年周型的表达明晰、直观易懂；又如VICOR公司的模拟电路URAM2M21，器件打印“1606”，其批次代表16年的06月，以年月型表达。这两例都是国外典型的直目型表达法，简易浅显。国内低等级器件以企标等级为例，如瑞普北光的.分立器件BT003SA，批次“1 109”为直目年周型；中电13所的放大器HE390A，批次“11。36”也是“年+周”的直目型批次“1136”。
②位倒置型。
在“年+周”基型或“年+月”基型的基础上，对年份与周数或月份进行数位倒置来进行排列的一种批次表达法。典型代表如埃德电子的器件，该公司生产的EMP105—813—4A（J）电磁干扰滤波器，其批次打印就是位倒置型的表达。批次“MF0113”串中取数位后，需额外将4位数字两相倒置方可得年周批次“1301”，表达方法新颖别致。
③位增减型。
生产批次相比直目型相对隐匿，需对数字串的位数稍作调整，方可得真实批次。通常与“串中取位法”相结合，伴以位数上的增减，达到“曲径通幽”之效。例如VISHAY公司的DG612AEQ单刀单掷开关，器件打印为“G524”，批次串中减除字母部分，留下三位连续数字串“524”无法表达一个完整的日期，须由用户自行增补首一位“1”，方能形成“1524”的正常年周结构，就是利用了“串中取型+位增减型”相结合的年周型取位法；类似的，DALLS公司的产品温度传感器DS18820U的批次串打印为“129C4”也可以同样地得到“1129”这个最终批次。
④串中取位型。
器件批次由数字及字母混合而成的批次串，正确批次为其中两位或几位，是批次识别最为常见的方法。不同国家的不同生产厂商有着不同惯例，根据时间分配划分，串中取位根据又分为串取年月型、串取年周型等；按照所取位数和批次所处位置的不同划分，有串中取双、串中取部和串中取整型三种取法等等。基本的，如进口器件LINEAR公司的开关稳压器LTM4644IY#PBF，器可靠性保证中低等级器件的生产批次表征模型 赵颖，等件打印为“1606MY”，直接摘取批次串中的数字串部分，即得年周型批次“1606”。
同时，“串中取位法”也是覆盖其他类型也最为普遍的方法。国内外各大小厂商在设置批次形式时，经常采用“串中取法+”的形式。举例说明，XILINX公司的存储器XC18V04VQG44BRT，批次串“HP030AJP”首先串中取数“030”，再通过增减位法补充首位，则有批次“1030”。有些单位的批次情况较为复杂，批次串是全部由数字表达，只有识别其中真正表达生产日期的数位，才能抽取正确的有效批次。如LINEAR公司的器件低压差线性稳压器LT1764AEQ—3。3，其批次为摘取21 14527”的前三位“211”而得到“1211”的年周型批次，与此同时，的器件DC/DC电源模块V24A15M400BL（VICOR公司），其批次为摘取“01151029”的中四位“1510”得到“2015。10”的年月型批次，另外还有红外光电液位探头TC—83AT情岛智腾公司）批次是抽“20110201”中的首6位得到年月型表达“2011。2”。
⑤字母替代型。
生产厂商出于保密的需要或知识产权的保护等原因，采取将生产日间的年份、月份、周数等信息作一定程度的“伪装”的一种方法。通常来说，将把年、月、周、日与为一系列字母对应起来。字母或截中串取英文字母表中的部分字母排列（a法），或毫无规律可循严格按照保密对应表格（6法）。字母内隐含的有效信息被掩盖，其中的对应关系只有内部人知晓。举例来说，JBDRV594VFP（TI公司）是基于HB的PRPHL驱动器件，批次串“8CTCHID”惯于取前两位分别代表年月，双数月10月份、11月份和12月份分别用字母A、B、C来替代，即通过“串中取位+字母代月”的手法实现了批次的双字节简易表达法；EUDYNA公司选用o法、6法交织的方式，用循环的“…S、T、U……Y、Z、A——”对应年份的“…2010、2011、2012——2016、2017、2018…”，用略带跳跃的字母“H、M、N、P、R、S、T、U、W、X、Y、Z”来代替1—12月份。既巧妙又隐晦。如器件高功率GaAs场效应管FLL177ME，批次串“YT”代表的是“2016。7”；MCRON公司将每年的1—52周的双数周对应字母排序“A。Z”：如随机存取存储器MT48LC4M328285—6AIT：L，打印串“SSL12”，串中取首两位“5S”得代表批次“1538”，利用了“串中取位+字母替代+位增减”三种批次表达法相结合。
4、结语。
电子元器件可靠性是可靠性工程的基础，也是可靠工程中最为复杂的工作。型号用器件的大规模批量生产使生产批次这个重要概念从生产到二次筛选，一直延用到装机调试和最后的投入运用。为了提高低等级器件的质量与可靠性保证，有必要系统地对器件的生产批次的表征方式进行模型化归纳，有助于提升武器装备质量与可靠性的评价技术水平翻，促进国家在低等级器件质保的自主创新发展，从而推广应用于其它研制型号领域。
参考文献：
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