电子元器件质量认证中的计量管理要求

曹华 张同升

（中国电子科技集团公司第十六研究所 安徽省合肥市 230000）

质量认证是以经过确认的相关产品标准为依据，按规定的程序和要求对承制方生产线进行体系认证的过程。它由标准的编制及确认、计量管理、产品鉴定、生产线现场认证、合格资格保持等部分组成，本文主要介绍认证过程中计量管理的相关要求。

1 计量管理的基本要求

计量管理是指计量部门对企业测量设备、测量手段和方法，以及获得、表示和测量结果的条件进行的管理，在具体应用中大体包括两方面：

（1）测量设备应经计量活动实现测量溯源，即保证计量单位的统一和量值的准确可靠，经计量确认满足预期使用的工艺要求；

（2）测量过程应处于质量受控状态。电子元器件的设计、生产、检验/试验、储存等各个环节都涉及了测量设备和测量过程，因此生产全过程都需要计量管理工作为其保驾护航。

2 电子元器件质量认证中有关计量管理的要求

在电子元器件质量认证工作中，明确要求计量管理工作要满足GJB2712《装备计量保障中测量设备和测量过程的质量控制》相关要求。GJB2712A 对测量管理体系的具体要求如图1。

由图1 可知，在元器件质量认证的计量管理过程中，从测量需求开始，为获得持续稳定可靠的测量结果，需要从人力、环境、外部供方、测量设备、测量过程几方面同时管控。

图1：测量管理体系简化模式

测量设备是测量过程、环境、人力、外部供方管理的基础保障。但在认证过程或生产线运行中，经常出现设备投入使用后发现分辨力不够或设备未经过计量确认或确认不合理直接使用，造成设备极限误差（测量不确定度）不满足产品工艺要求等情况。下文主要从测量设备的配置和计量确认两方面简述计量管理中设备的管控。

3 电子元器件质量认证中测量设备的管理

3.1 测量设备的配置

测量设备不仅包括测量仪器本身，还包括工装、软件、模/夹具等辅助设备，这些辅助设备直接影响测量结果的准确性和可靠性，将其纳入测量设备管理，有利于对测量过程进行更全面的管控。

在电子元器件生产过程中，测量设备的配置是一个不可忽视的重要环节，应满足从原材料、外购件检验，生产加工过程检测，元器件检验、试验以及涉及生产安全和环境监测等全过程的符合预期的测量要求。

在设备配置时，应考虑满足测量范围、分辨力、准确度等技术要求，可通过测量系统分析（MSA）验证设备配置的合理性。以型号TC20K‐HB 的电子天平为例，在采用MSA 验证之前，首先采用控制图统计数据的有效性，如果R 图上出现失控点，则表明操作者使用该仪器不能得到正常的测量结果。只有控制图均为受控，才能采用该组数据评价所选仪器是否合理，计算测量数据标准偏差，如图2。

图2：-R 控制图

为使测量数据尽量反映工艺本身的变化（有足够的“精密度”），一般要求器具的标准偏差占测量数据标准偏差的（1/10～3/10），即

表1：器具重复性和再现性数据表

由表2 可知，（R&R）%=22.6%，软件经过一系列分析，得出这套测量系统可接受，表明这台电子天平的配置符合要求。

表2：器具重复性和再现性报告

3.2 计量确认

计量确认是确保测量设备的计量特性符合预期的使用要求（如测量范围、分辨力、最大允许误差等）。要求计量管理人员要能识别和确认元器件的检测、试验等需求，并转化为对设备的参量及量程等计量保障要求。选择具有与设备相应检定/校准项目的计量技术机构，完成计量校准之后与设备本身的计量特性相比较，判断其是否符合预期的适用要求。确认时间间隔一般可与设备检定/校准周期一致，流程参见图3。只有测量设备已被证实适用于预期使用要求并形成记录，设备的计量工作才算完成。

图3：测量设备计量确认过程

通常计量技术机构给出的都是校准证书，需要计量管理人员自己判断测量设备是否合格，JJF1094‐2002 对测量设备示值误差符合性提出了具体要求：

待评定示值误差的不确定度U95与被评定测量设备的最大允许误差的绝对值MPEV 之比若满足时，可不考虑示值误差评定的测量不确定度的影响；若不满足，则需考虑示值误差测量不确定度的影响。

|Δ|≤MPEV 判为合格；

|Δ|>MPEV 判为不合格；

|Δ|≤MPEV‐U95判为合格；

|Δ|≥MPEV+U95判为不合格；

MPEV‐U95<|Δ|

式中：Δ—被检测量仪器的示值误差；

当测量设备示值误差的符合性判为待定区时，可以选用准确度更高的测量标准、改善环境条件、增加测量次数和改变测量方法等措施，降低示值误差评定的测量不确定度U95后再进行合格判定。

例如型号FA2104N（Max=210g，d=0.0001g，e=10d）的电子天平，由校准证书可知：测量结果的不确定度U=0.4mg（k=2），最大允许误差的绝对值（MPEV）是0.5e（0.0005g），用天平测量某10g砝码10 次，测量数据为：10.0002、10.0001、9.9999、10.0002、10.0003、10.0001、10.0001、9.9999、10.0001、10.0002（单位：g）。

MPEV‐U95=0.5mg‐0.4mg=0.1mg

由于|Δ|≤MPEV‐U95，故判为合格。

一般经过校准合格的测量设备是指该测量设备满足出厂技术指标，但其不一定满足使用要求。例如型号TC20K‐HB 的电子天平分辨率是0.1g，经检定合格，但生产线上某工序测量要求分辨率为0.01g，则该天平就不能满足使用要求。

指标超差的设备也不一定不满足使用要求，例如某34401A 型数字多用表经过校准发现，交流电压档指标超过出厂技术指标，但直流电压档指标正常，且满足使用要求，则可以限制范围使用，通过计量确认，可以较为科学、合理地使用测量设备，提高设备利用率。

4 结束语

计量管理工作贯穿元器件生产全过程，准确的测量结果直接影响产品的质量，有效的测量管理体系不仅能为元器件生产线的稳定运行提供保障，还能推进企业质量管理体系的改进和完善，提高企业在行业中的竞争力。