Metodologia de qualificação de componentes eletronicos

Este trabalho nasceu da necessidade de melhorar a qualidade e confiabilidade de produtos fabricados. Para atingir este objetivo, o passo mais importante é a de qualificar os componentes que são usados nestes produtos. Neste trabalho apresentaremos uma Metodologia de Qualificação de componentes Eletrônicos, onde abordaremos todos os passos necessários para mostrar que os componentes tenham um nível de qualidade e confiabilidade compatíveis com os requisitos exigidos por um fabricante de equipamentos eletrônicos que coloca seus produtos no mercado. A confiabilidade de um produto pode ser medida pelo seu Tempo Médio Entre Falhas (MTBF), normalmente corresponde a 40.000 horas (para produtos na área de informática), que é a vida útil do produto. Para se atingir este objetivo é necessário que os componentes tenham um nível de confiabilidade muito alto. Este nível pode ser medido pela sua Taxa de Falha Média, que é a porcentagem de falha em um determinado período de tempo. Apresentaremos a metodologia de qualificação descrevendo os principais tipos de testes que os componentes são submetidos e a teoria estatística com os modelos matemáticos de fatores de aceleração e cálculo do número de amostras e da taxa de falha média após os testes de confiabilidade. Vale lembrar que toda a teoria estatística aqui apresentada é baseada em métodos empíricos, através de experiências que os fabricantes e centros de pesquisa executaram durante anos e que condensaram os resultados para se criar esta teoria. Veremos três estudos de caso para exemplificar toda a metodologia de qualificação. Inicialmente, apresentaremos resultado da qualificação de Diodos Emissores de Luz (LED), neste exemplo apresentaremos todos os passos necessários para a qualificação e seus resultados. Veremos resultados de dois testes críticos para este tipo de tecnologia, ou seja, a Análise de Construção, onde observamos alguns problemas relacionados com o processo de encapsulamento e o teste de Degradação Luminosa, onde observamos uma degradação (perda de luminosidade) de até 31% durante o teste de alta temperatura. Apresentaremos resultados da qualificação de Módulos de cristais Líquidos (LCD). Esta tecnologia apresentou excelentes resultados, exceto na Análise de Construção onde encontramos alguns problemas no processamento da pastilha do Circuito Integrado controlador/driver. Este resultado foi importante porque nos deu um direcionamento de como aplicar um esforço maior durante os testes de confiabilidade na pastilha do Circuito Integrado. No terceiro estudo de caso, apresentaremos resultados da qualificação de Circuitos Integrados TTL. Os resultados apresentados neste terceiro caso são muito sucintos, pois todos os passos já foram apresentados nos casos precedentes, evitando assim redundância na apresentação dos resultados. Além disto, esta tecnologia não apresentou nenhum ponto de preocupação durante os testes de qualificação. Os três casos analisados não apresentaram problemas relacionados à confiabilidade, porém foram identificados falhas de Controle de Qualidade nas linhas de produção de um fornecedor, tendo sido propostos as melhorias necessárias. Analisamos limitações na metodologia de qualificação de componentes eletrônicos, por não levar em consideração alguns pontos relevantes que poderiam dar uma maior precisão na previsão da confiabilidade do produto. Como continuidade deste trabalho, sugerimos estudar uma nova metodologia para avaliar a confiabilidade dos componentesReliable electronic component is the cornerstone to get high quality and high reliability electronic equipment and system. In this work we will present the Qualification Methodology of Electronic Components using the traditional theory of Reliability prediction of Electronic Components. We will describe the methodology of alI tests performed in the components in order to know their potentiallity to be used in reliable products. One of the most important test is the Construction Analysis that verify if the component has good manufacturing process before starting reliability tests. The use of reliability models to predict the average failure rate of electronic components is also presented. Three acceleration models are presented in this work, they are used to calculate the acceleration factor of the reliability tests. The theory of statistical hypothesis is used to predict the avarage failure rate after reliability tests with a given confidence leveI. Three case studies are presented to demostrate the validity of this theory. Light Emitting Diodes (LED) are submitted to the qualification tests and the Construction Analysis detected some problems on the encapsulation process of the vendor and the major findings are on the wire-bond processo They were probably caused by not so good statistical Process Controlo The qualification process of Liquid Crystal Display modules showed some problems on the Die fabrication process of the DriverjController IC HD44780. Where the major findings are on the Aluminum metallization, contact holes with silicon mound growth, silicon nodules detected, etc. The qualification process of the Integrated Circuit TTL showed excelent results in the Construction Analysis as well as in the reliability test