石英晶振可靠性现状
可靠性管理是提高产品可靠性的必由之路,在很多领域有着广泛的应用,大到航空航天,小到电子信息设备,都已经应用可靠性管理来提高企业产品的可靠性。但截至目前,在石英晶振制造领域,还没有全方位的将可靠性管理纳入企业日常管理中来。Z公司也不例外,Z公司目前主要按照ISO9001质量管理体系的要求来对石英晶振产品的质量进行管理,虽然公司的管理水平比较先进,但如果要从根本上改善石英晶振产品的可靠性,就要将可靠性管理纳入公司管理中来。目前,A型石英晶振产品占到公司晶振销量的20%左右,是公司的主推产品, 该型石英贴片晶振的设计也已经很成熟了,但A型石英晶振可靠性仍然存在着很多问题,退换货给公司形象带来负面影响。针对这种现象的出现,本文将以A型石英晶振为例,首先对A型石英晶振产品进行 FMECA分析,其次运用模糊FMECA综合评判来量化FMEA的分析结果,并在定量分析的基础上建立模糊CA模型,计算各故障模式的综合危害度等级,并以此为根据对故障模式进行排序,以便判定进行改进措施的优先权,保证系统可靠性工作的效率,最后结合公司实际情况,诊断出产品可靠性不高的原因,尽可能的来帮助企业解决石英晶振的可靠性问题。
3.3A型石英晶振 FMECA分析
本文采用故障模式、影响及危害性分析( FMECA)来分析A型石英晶振的故障模式、故障影响以及故障所带来的危害性,试图通过 FMECA来找出A型石英晶振,贴片晶振,石英晶体振荡器可靠性管理上存在的问题,并针对这些问题运用可靠性管理方法来解决,最终达到提高晶振可靠性的目的。
下面对A型石英晶振进行故障模式、影响及危害性分析:
1.定义产品
石英晶振的功能:石英晶振作为一种高精度的频率源器件,主要作用是输出高精确,高稳定的频率。石英晶振由五部分组成:底座、PCB电路板、晶体元器件和外壳五部分组成。本文按照石英晶振_PCB板一元器件的层次来对石英晶振进行 FMECA分析,石英晶振的最高约定层次为石英晶振,最低约定层次为元器件。
2.故障严酷度(S)的划分
故障严酷度划分如下:
I类(灾难性的):晶振无输出的故障
Ⅱ类(致命的):晶振输出幅度小的故障
Ⅲ类(临界的):晶振输出有杂波的故障
IV类(轻度的):晶振相噪不良的故障
3.可靠性框图
石英晶振构造比较简单,石英晶振,贴片晶振可靠性框图如图3-4所示
4.故障模式分析
以2015年A型石英晶振故障模式数据为依据,A型石英晶振的故障模式按部件类别可以分为底座、PCB电路板、元器件、晶体和外壳这五个类别。根据A型晶振产品故障统计来确定发生度O,得到A型石英晶振故障发生度如表3-2
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1.质量与可靠性
众所周知,质量是产品的生命,因此,人们十分重视产品的质量。为了全面刻画产品质量,人们从不同侧面提出了众多质量指标,这些质量指标形成了石英贴片晶振产品质量指标体系。按照产品质量指标的属性对其进行分类,这些质量指标可分为性能指标、可靠性指标、安全性指标、适应性指标和经济性指标等,如电视机有很多表示图像清晰.石英晶振产品的可靠性指标反映了产品保持其性能指标的能力.如在电视机出厂时其各项性能指标检验是合格的,那么,3000小时后电视机是否仍保持出厂时各项性能指标呢,这是用户十分关心的问题,为了说明产品保持其性能指标的能力,就必须向用户提供有关该石英晶振,贴片晶振产品的可靠性指标,如平均寿命、可靠度等。
由此可见,可靠性也是产品质量指标的一个重要方面,他强调的是产品的质量指标和时间发展之间的关系,人们在使用产品时,使用石英晶振,石英晶体振荡器产品的次数不是一定的这就要求了与时间有关的质量指标,也就是可靠性达到人们的需求,质量与可靠性水平俱佳的产品才是真正的好产品。因此,质量与可靠性是相辅相成的,缺一不可的。
2.质量管理与可靠性管理
很多企业认为分不清质量管理与可靠性管理的区别,他们认为可靠性管理就是质量管理,可靠性管理应有质量部门来负责,其他部门没有可靠性管理的责任, 这样的认识是错误的。
目前很多企业都对质量管理非常的重视,认识到了质量管理的重要性,也运用可很多质量管理方法来保证产品的质量,大部分企业都通过了ISO9001质量管理体系认证,企业的质量管理水平也都比较高。可以说,绝大部分行业,只要质量管理水平提上去了,就可以满足企业发展的需要。但在某些领域,比如航空航天、卫星通讯、无线电传输、军事装备制造等领域,仅仅依靠质量管理是不够的。如果想达到对石英晶振,贴片晶振产品可靠性要求,那么一定要运用可靠性管理来帮助企业来提升产品的可靠性。
质量管理与可靠性管理既有联系又有区别,在企业进行可靠性管理之前, 定要分清楚质量管理与可靠性管理之间的区别,可靠性可以看作是质量特性中的个重要指标。可靠性管理可以当作质量管理的深层次的管理活动,它有着很多不同于质量管理的特点。质量管理相对侧重于石英晶振,贴片晶振的生产阶段,强调对产品的生产过程的质量控制。而可靠性管理是对产品实现全阶段的可靠性管理,在设计阶段强调可靠性预计、可靠性分配等预测可靠性的方法,在生产阶段则在质量控制
基础上进行进一步的可靠性要求,在维护阶段也要保证石英晶振,贴片晶振产品可靠性的实现,质量管理与可靠性管理的区别联系如表2-1。
表2-1质量管理与可靠性管理的区别联系
项目
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区别 |
联系
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质量管理 |
可靠性管理 |
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主要目的
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用有限的时间和资源使生产出来的产品满足顾客需要 |
以最低限度的资源实现规定时间内的可靠性要求 |
目标一致,均是满足顾客要求 |
主要特点 |
八大原则、七个工具、六西格玛等 |
可靠性组织、可靠性设计、可靠性分析可靠性评价、可靠性标准、可靠性数据、可靠性教育等 |
在可靠性分析中,同样可用QC工具,在量分析中同样会用到可靠性技术 |
主要分工 |
建立、完善质量体系一般要经历质量体系的策划与设计,质量体系文件的编制、质量体系的试运行,质量体系审核和评审四个阶段 |
可靠性标准化管理、可靠性设计管理、生产过程的可靠性管理、可靠性信息管理
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在现代企业的管理体系中,二者是相融的 |
主要手段 |
数理统计等 |
可靠性分析,可靠性建模,可靠性试验数据统计技术等 |
质量管理的手段更具一般性,可靠性的手段更为专业 |
适用阶段 |
产品批量生产 |
产品预研、设计、生产,工程项目运作,系统工程 |
适用的阶段不同,可靠性更倾向于以可靠性为目标的全面管理
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时间范畴 |
使用时间t≤0的阶段产品是否符合规范 |
产品在t>0时的质量
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着眼点不同,但目标一致 |
产生效益 |
非常直接,可在短时间内提高产品质量,降低成本,受企业长期欢迎
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较为间接,在短期内一般无明显效果, 长期坚持可给企业带来很大的经济效益,目前越来越受企业重视 |
着眼点不同,但目标一致 |
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在第二次大战期间,战争进行得十分惨烈,众多军事装备发挥了巨大作用, 战斗机、火箭炮、坦克、各种电子信息设备应用于战场,提高了军队的战斗力。但是,这些先进装备可靠性不稳定,出现各种问题,军方对这些装备的可靠性提出不满,德国科学家最早提出了可靠性的相关理论,在研制V1火箭的过程中, 就提出了可靠性乘积理论。
20世纪50年代,为了提高军事装备的可靠性,美国投入了巨大的资源对可靠性理论进行研究。在这期间,美国成立了著名的“电子设备可靠性顾问委员会” ( Advisory Group on Reliability of Electronic Equipment, AGREE)。这是一个专门从事可靠性研究的组织。1957年6月4日, AGREE发布了《军用电子设备可靠性报告》,报告提出了可靠性是可建立、可分配的,这份报告为可靠性的发展奠定了基础。与此同时扌,另一个超级大国苏联为了保证本国航空航天的可靠性,也开始对可靠性理论进行研究。在这一阶段,很多国家大力开展了可靠性理论的研究日本是其中对可靠性研究比较先进的国家,他们认为可靠性理论可以提高本国企业的竞争力。1958年,日本成立“可靠性研究委员会”,专门对可靠性理论进行研究。
20世纪60年代,美国的科技水平已经领先世界,特别是航空航天事业,进入迅速发展的时期,为了保证航天事业的可靠性,美国国家航空航天管理局NASA)开始运用可靠性理论对航天器进行设计和研究。
20世纪80年代,信息技术蓬勃发展,计算机逐渐应用于各种研宄领域中可靠性研究理论也开始运用计算机技术(其中起关键作用的不乏石英晶振),计算机的应用,进一步加速了可靠性理论的发展。可靠性的发展方向也在改变,逐渐向更加深层的领域发展,可靠性的地位也在不断提高,已经与费用工期处于基本相同的位置,与此同时可靠性管理的制度化也在不断加强。
21世纪以来,可靠性研究工作对象由电子产品,电子零件,石英贴片晶振,向非电子产品,由硬件向软件,由工作状态向储存状态等领域扩展。可靠性工作的开展促进了与之密切相关的装备可用性、保障性、综合技术保障等特性以及效能费用分析的研究。
2.12可靠性定义
人们通常将可靠性理解为石英晶振,石英晶体振荡器产品在正常的使用条件下,它是否会出现故障,是否稳定。在国家标准GB/T3187-1994中,对可靠性有明确的定义,把可靠性定义为:“产品在规定条件下和规定时间内,完成规定功能的能力。”。通过对可靠性定义的理解,可以看出.
1.“规定条件”是可靠性定义的一个重要要求,产品使用的条件不是任意的。可靠性也应实在规定的使用条件下,比如固定的温度、湿度等环境条件,在比如固定的振动条件下、储存方法以及使用方法等都是属于“规定条件”的范畴。
2.“规定日时间”也是可靠性定义的要求,产品的可靠性随着时间的流逝不可能保持不变的,时间越久,产品的可靠性也就越低,因此“规定时间”与可靠性要求密不可分。根据产品性质的不同,可靠性对应的时间指标也不尽相同。可靠性里讲的时间是广义的,“规定的时间”也可以指产品使用周期、次数等,对于汽车行业来说,里程也可以说是广义的时间范畴。
3.“规定功能”是另一个重要的可靠性指标,“规定功能”指的是产品应具备的技术指标。不同产品的技术指标是不同的,要想分析产品的可靠性,就先要把握好产品的技术指标,也就是“规定功能”。
在可靠性设计方面,可靠性有基本可靠性和任务可靠性两个分类。任务可靠性指的是产品出现故障后给工作任务造成的影响,也就是完成“规定功能”的能力,任务可靠性通常用致命性故障间隔任务时间 MTBCF( Mission time between Critical failure)和任务可靠度MR( Mission Reliability来评价。基本可靠性指的是产品在没有保障的情况下的正常工作的能力,衡量基本可靠性的很重要的一个参数就是平均故障间隔时间MTBF( Mean Time Between Failure)。
在可靠性应用方面,可靠性有固定可靠性和使用可靠性两种分类。使用可靠性指的是石英贴片晶振产品在具体的使用过程中,在一定的使用环境下,对产品的设计,制造, 维护等方面综合的评价。而固有可靠性顾名思义指的是产品本身所具有的可靠性水平,是对产品设计和制造水平的把握。
2.1.3可靠性管理定义
实现产品规定的可靠性可以从设计层面入手,也可以从生产方面入手,当然通过管理也能保证产品可靠性。在产品的可靠性上,设计人员对产品的设计水平接影响着产品可靠性,设计阶段是产品可靠性能否过关的第一个条件。生产是保证产品可靠性的第二个阶段,生产工艺水平的高低对产品的可靠性影响很大除了产品的设计、生产工艺外,可靠性工作最重要的一个方面就是可靠性管理, 可靠性管理水平的高低对产品可靠性的水平至关重要。
可靠性管理指的是为实现规定的产品可靠性所进行的各项管理活动的总称可靠性管理着眼于科学系统的管理方法,它应用一套完善、科学的管理方法来实现可靠管理活动高效有序的开展,可靠性管理试图利用尽可能有限的资源来发挥最大的作用,以满足产品规定的可靠性。可靠性管理是为了实现石英晶振,有源晶振,石英晶体振荡器等产品规定的可靠性所采取的所有措施的总和。
可靠性管理一般包括以下几个方面:制定相关可靠性规划;设计可靠性管理且织;明确组织各部门职能;建立可靠性保证管理系统;检查各组织可靠性工作开展情况;维护可靠性管理系统;
产品的可靠性不是石英晶振产品实现的一个阶段所决定的,它是由产品实现的全流程决定的,产品的设计、生产、维护都直接影响到了产品的可靠性。正因如此, 可靠性管理才显得如此重要,可靠性管理的职能就是管理好产品实现的设计、生产、维护等全过程的可靠性工作,最终实现产品规定的可靠性。因为可靠性管理涉及到产品实现的全流程中,所以可靠性管理涉及的人员基本包括了企业所有人员,其中比较重要的人员有:设计人员、采购人员、生产人员、质量管理人员以及工程维护人员等。
可靠性管理的意义主要有以下三点:
1.可靠性管理是科技发展的需要
随着科学技术的发展,高可靠性的石英贴片晶振产品是开展各种高精尖行业的需要,比如航空航天技术,现代大数据云计算业务。这些行业设备是不能出现任何问题的旦出现问题,轻则导致经济损失,重则危害人员的生命安全,为了满足产品的高可靠性,企业必须将可靠性管理纳入日常管理中。
2.可靠性管理可以给企业带来巨大经济效益
可靠性管理不到位,将影响产品的可靠性。产品的可靠性出现问题,短期来看,因为产品的维修,退换货,返工等等都将增加企业的运营成本,给企业带来损失,从长远看,产品出现可靠性问题,将给企业带来负面影响,进而影响顾客的使用热情,这种影响给公司带了的经济损失是无法估量的,因此可靠性管理可以给企业带来巨大经济效益。
3.可靠性管理可以提高企业的竞争力
良好的企业形象对企业的发展至关重要,企业形象的好坏主要由产品的可靠性水平决定的,产品的可靠性直接影响顾客对企业的印象。可靠性管理可以提高产品的可靠性,可靠性的增长就可以提高企业的形象,最终提高企业的竞争力所以说可靠性管理可以提高企业的竞争力。
晶振广泛应用于生活中的各种机械智能化的产品中,那么装机过程中,若遇到贴片晶振,贴片晶振在如何安装,才不会导致晶振的损坏以及电路板的正常使用呢?
随着科技的发展,贴片晶振向尺寸小、重量轻的方向发展,还能进行高密度组装,使电子设备小型化、轻量化和薄型化,也不愧现在人们都追求超薄超轻巧.以下为CEOB2B晶振平台所提供的两脚贴片晶振的手工焊接方操作.
1,在凿子形(扁铲形)或刀口烙铁头处加适量的焊锡;用细毛笔蘸助焊剂或用助焊笔在两端焊盘上涂少量助焊剂,并在焊盘上镀上焊锡;一只手用镊子夹持贴片石英晶振,居中贴放在相应的焊盘上,对准后不要移动;另一只手拿起烙铁加热其中一个焊盘大约2秒左右,撤离烙铁;然后用同样的方法加热另一端焊盘大约2秒左右.注意焊接过程中保持贴片晶振始终紧贴焊盘放正,避免晶振一端翘起或焊歪.如果焊盘上的焊锡不足,可以一手拿烙铁一手拿焊锡丝进行补焊,时间1秒左右.
2,先在焊盘上镀上适量的焊锡;热风枪使用小嘴喷头,温度调到200℃~300℃,风速调至1~2挡,当温度和风速稳定后,一只手用镊子夹住元器件放置到焊接的位置上,注意要放正.另一只手拿稳热风枪,使喷头离待拆元器件保持垂直,距离1cm~3cm,均匀加热,待贴片石英晶振周围焊锡熔化后移走热风枪,焊锡冷却后移走镊子.工厂使用贴片晶振一般采取自动贴片机进行自动贴装,当然部分工厂也是手工焊接的.焊接时我们要注意几个问题
1,一般情况下烙铁头温度控制在300℃左右,热风枪控制在200℃~400℃;
2,焊接时不允许直接加热贴片石英晶振引脚的脚跟以上部位,以免损坏晶振内部电容;
3,需要使用∮0.3mm~∮0.5mm的焊锡丝;烙铁头始终保持光滑,无钩、无刺;烙铁头不得重触焊盘,不要反复长时间在一焊盘加热,常规晶振的工作温度一般在-40—+85℃.
TEL: 0755-27876201- CELL: 13728742863
主营 :石英晶振,贴片晶振,有源晶振,陶瓷谐振器,32.768K晶振,声表面谐振器,爱普生晶振,KDS晶振,西铁城晶振,TXC晶振等进口晶振
TEL: 0755-27837162- CELL: 13510569637
主营 :晶振,进口晶振,石英晶振,陶瓷晶振,贴片晶振,圆柱晶振,无源晶振,有源晶振,温补晶振,压控晶振,压控温补晶振,恒温晶振,差分晶振,雾化片,滤波器.