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元器件的基本可靠性是元器件制造商保障的，但可靠性不是僅僅通過良好的設(shè)計和嚴格的制造質(zhì)量就可以保障，它需要客戶在使用中驗證，一個可靠的器件只有在客戶的使用過程中，不斷完善設(shè)計和質(zhì)量控制，完全消除元器件內(nèi)部的缺陷才能保證元器件使用的可靠性。

如何選用可靠的器件是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，必須通過有效的組織和優(yōu)秀的技術(shù)人員才能實現(xiàn)選用可靠的器件。

元器件的基本可靠性需要元器件制造商持續(xù)有效的改進產(chǎn)品質(zhì)量才能實現(xiàn)可靠性的有效提升，如何驅(qū)動元器件供應(yīng)商保持對器件可靠性改進的積極性，通過單板元器件的可替代性，引入多家供應(yīng)商可以從管理上做到這一點。哪個供應(yīng)商的可靠性高就采用哪家，可以有效調(diào)動供應(yīng)商改進可靠性的積極性，同時可降低采購成本。

單板元器件使用多家供應(yīng)商，需要單板硬件設(shè)計師改變一些設(shè)計習慣，從依據(jù)元器件規(guī)格書設(shè)計電路改變?yōu)橐罁?jù)單板可靠性需求設(shè)計元器件規(guī)格書，采購部門通過匹配元器件規(guī)格書實現(xiàn)對器件的替代采購。

從板級可靠性保障角度，正確的做法是，板級設(shè)計工程師提出對可靠性的規(guī)格需求，這些需求應(yīng)該可在板級測試時可以驗證，器件選擇依據(jù)對關(guān)鍵可靠性規(guī)格的依從程度決定，器件選型不是直接選擇器件型號，而是制定器件關(guān)鍵規(guī)格（包括可靠性規(guī)格）。因器件涉及可靠性的規(guī)格來源于對器件失效機理的熟悉，不像器件的功能性能可直接檢測，因此，器件可靠性的知識積累，關(guān)鍵可靠性規(guī)格的設(shè)置，需要有深厚的器件知識和經(jīng)驗，為此很多頂尖的電子設(shè)備制造商設(shè)置了器件工程師崗位用于持續(xù)提升器件可靠性能力。

01元器件可靠性的度量

元器件可靠性定義為規(guī)定條件下規(guī)定時間下完成規(guī)定任務(wù)的能力，一般會表現(xiàn)出圖1所示的浴盆曲線特征，表現(xiàn)為三種失效特征，早期失效、偶然失效、損耗失效，早期失效是制造缺陷和材料缺陷導致的，偶然失效是器件應(yīng)用中外部存在隨機異常應(yīng)力超過器件的耐受極限所致，耗損失效是因為器件長期使用中存在耗損機制，導致自身能力下降不足以耐受外部應(yīng)力失效。依據(jù)浴盆曲線特點，電子產(chǎn)品制造商一般通過板級老化篩選剔除早期失效器件，通過降低器件工作應(yīng)力降低偶然失效，選擇耗損能力強的器件滿足整機壽命。

圖1   浴盆曲線

但隨著器件制造技術(shù)的進步，具有早期失效特征的器件越來越少，板級老化篩選已經(jīng)不太容易發(fā)現(xiàn)早期失效器件。某些產(chǎn)品出現(xiàn)器件的早期失效，但通過失效分析發(fā)現(xiàn)的問題往往是器件ESD失效或者是電過應(yīng)力失效，其實是老化篩選過程中的不當操作所致。偶然失效期的器件通過失效分析定位失效原因，大部分情況下都能找到失效原因，常見的失效原因不外乎元器件廠家的質(zhì)量控制手段變異或器件使用中存在某些缺陷，通過元器件可靠性保障和可靠的使用器件，元器件完全可以避免失效，元器件失效從早期的概率事件變成因缺陷激發(fā)的必然事件，通過設(shè)計和制造改進完全可以避免元器件的失效。

這種基于分析清楚故障物理POF（Physics of Failure）進而明確失效根因的方法，可以有效防止器件出現(xiàn)失效，從而大大提高電子產(chǎn)品的可靠性，使電子設(shè)備成為人們可以信賴的設(shè)備。

02元器件可靠性保障體系

元器件可靠性保障是一個系統(tǒng)性工程，從元器件孕育到元器件壽命終結(jié)，涉及元器件供應(yīng)商、電子設(shè)備供應(yīng)商、設(shè)備的使用者、設(shè)備的維修保養(yǎng)，為了向客戶提供高可靠性產(chǎn)品，大部分優(yōu)秀電子產(chǎn)品供應(yīng)商建立了自己的供應(yīng)鏈管理體系，與產(chǎn)品的直接供貨商（一級供應(yīng)商）形成協(xié)同合作關(guān)系，直接參與一級供應(yīng)商質(zhì)量管理，參與對一級供應(yīng)商的供應(yīng)商（二級供應(yīng)商）的質(zhì)量監(jiān)督，與一級和二級供應(yīng)商簽訂嚴格的質(zhì)量保障協(xié)議，對影響可靠性的器件失效要求在一定時間里給出質(zhì)量回溯、失效分析根因報告及改進措施，通過持續(xù)發(fā)現(xiàn)元器件設(shè)計和制造問題并不斷改進，達到元器件可靠性持續(xù)提升的目的。

在供應(yīng)鏈管理體系中，器件的可靠性會映射到一系列與可靠性相關(guān)的活動的結(jié)果中，圖2是與元器件可靠性相關(guān)的一些指標，這些指標映射了產(chǎn)品全流程的質(zhì)量狀況，與器件的全流程質(zhì)量保障水平有較大關(guān)系。

圖2  與元器件可靠性相關(guān)的全流程指標

現(xiàn)代管理體系以職能分工進行管理，對于一個具體的產(chǎn)品，企業(yè)組建集成產(chǎn)品開發(fā)團隊,各職能部門依據(jù)產(chǎn)品可靠性保障策略對元器件進行質(zhì)量管理，建立元器件可靠性質(zhì)量度量體系。

元器件的可靠性問題會在產(chǎn)品的各個環(huán)節(jié)暴露出來，越早暴露產(chǎn)生的質(zhì)量成本越低，如果能在產(chǎn)品投放市場前攔截住所有的器件問題，器件都不會出現(xiàn)可靠性問題，不會形成對客戶的困擾。產(chǎn)品全壽命期的元器件可靠性保障體系基于職能部門的業(yè)務(wù)分工和責任結(jié)果，對結(jié)果進行量化，通過結(jié)果評價職能部門的管理績效。

03元器件供應(yīng)商可靠性認證

只有合格的優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商才能提供相對可靠的電子元器件，對于一個合格的供應(yīng)商需要經(jīng)過供應(yīng)商認證程序，從元器件技術(shù)(T)，質(zhì)量保障體系(Q)，響應(yīng)能力（R）,生產(chǎn)交付能力(D),制造與交付成本(C)，經(jīng)過嚴格認證并達到認證標準的元器件供應(yīng)商才能成為合格供應(yīng)商。

供應(yīng)商認證是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，一般由供應(yīng)鏈管理部門實施管理，各職能部門提供評價標準，供應(yīng)商認證部依據(jù)各維度評分結(jié)果每年完成技術(shù)分級，原則上只有技術(shù)上滿足要求的供應(yīng)商才能成為合格供應(yīng)商。

元器件供應(yīng)商可靠性認證包括：技術(shù)認證、質(zhì)量保障體系認證、響應(yīng)時間認證、交付認證和成本認證。