淺談電子元器件的二次篩選

【摘要】元器件二次篩選指的是當元器件生產廠商進行的篩選不能滿足用戶應用要求時，由使用方或其委托單位在元器件生產廠商篩選基礎上進行的篩選，是對元器件生產廠商篩選工作的補充和驗證。二次篩選是針對不同的失效模式，進行一些試驗以剔除早期失效產品，能夠有效地提高系統的整體可靠性，因而使用十分廣泛。本論文首先介紹二次篩選的原因及其適用范圍，進而提出質量控制的概念、四種常用的元器件的二次篩選方法以及其發展方向。

【關鍵詞】二次篩選；質量

1.電子元器件的二次篩選

1.1 進行二次篩選的原因

元器件二次篩選指的是當元器件生產廠商進行的篩選不能滿足用戶應用要求時，由使用方或其委托單位在元器件生產廠商篩選基礎上進行的篩選，是對元器件生產廠商篩選工作的補充和驗證。

進行二次篩選的原因，是在元器件的生產過程中由于人為的因素或原材料、工藝條件、設備條件的波動，最終生產出的產品不可能全部達到預期的固有可靠性水平，在一批成品中總有一部分產品存在各種潛在缺陷，其壽命遠遠低于產品的平均壽命，這種提前失效的產品稱為早期失效產品。二次篩選就是針對不同的失效模式，進行一些試驗以剔除早期失效產品，能夠有效地提高系統的整體可靠性，因而使用十分廣泛[1]。

1.2 二次篩選的適用范圍

二次篩選主要適用于下列四種情況的元器件：

（1）元器件生產廠商并沒有對元器件實施初步篩選，或者是篩選的步驟并不規范；

（2）已經實施“一次篩選”步驟的生產元器件廠商，由于工藝或者水平的限制，不符合使用者的高質量需求；

（3）元器件生產廠商的篩選條件無法滿足使用者對器件特殊要求的篩選項目；

（4）使用者可能對元器件生產廠商的篩選及其有效性提出質疑，期望對元器件的質量進行驗證。

1.3 二次篩選應注意的問題

電子元器件在進行二次篩選時應注意以下幾個問題。

（1）應實行100%的篩選。這樣才能最大限度地剔除存在有某種失效模式的電子元器件。

（2）對電子元器件進行有選擇性的篩選。例如：繼電器需要作觸點抖動試驗，而電阻不需要；抗幅照能力的考核對宇航電子設備是必須考慮的。

（3）對由于手段問題不能進行篩選的元器件，須采取其它的控制方式來保證其質量。例如在使用的電路上進行一些試驗。

（4）考慮到二次篩選的局限性，必須嚴格控制它的失效率（PDA）。

二次篩選有多種手段，每一種手段都針對著一定的失效模式，有些手段對其針對的失效模式的剔除率還很高，但一般說來，絕對做不到百分之百。現有的各種篩選規范、標準都規定了合格判據即項目的篩選失效率（PDA），超過此值則整批不用。

二次篩選的項目及其應力選擇應是針對著產品的使用要求來制訂的，制定出來的篩選要求，既不能過嚴，也不能過松。篩選要求太嚴，會淘汰能滿足產品使用需要的元器件，加大篩選成本和元器件使用成本，在特定情況下，可能還會對元器件造成損傷，反而留下了質量隱患；篩選要求太松，則會使一些不滿足產品使用要求的元器件順利通過篩選關，從而降低了產品的可靠性水平。所以必須選擇合適的篩選項目及應力要求。它直接關系到電子產品的質量可靠性問題。

2.電子元器件二次篩選的質量控制

2.1 進行高效率的失效分析

元器件的失效分析是通過對失效元器件進行解剖分析，并采用物理和化學等技術手段找出其失效機理，提出改進辦法，從而提高元器件的可靠性。失效分析既要從本質上研究元器件自身的不可靠因素，又要分析研究其工作條件、環境應力和時間等因素對器件發生失效所產生的影響。

失效分析是一門新興的分析元器件的技術，大體可以分為失效分析和良品分析兩種。主要對十分關鍵的大規模集成電路在使用之前實施失效分析。國內外失效分析資料均表明，有相當多的元器件失效并非由于元器件本身的固有可靠性不高，而是由于使用者對元器件選擇不當或使用有誤。因此，元器件失效分析結果，既可以反饋給生產方以改進設計和工藝，還可以對制定元器件的二次篩選條件起指導作用。

2.2 元器件的質量責任控制

實施落實責任制度，對整機中所采用的電子元器件各種相關參數的質量進行問責制度。在采購相應元器件的時候，應該著重考慮信譽較好、質量有保證的公司或者生產廠商進行合作，避免影響設計系統的整體性能。對廠商的選擇還可以通過對平時進行日常工作中的電子元器件質量數據積累的分析進行，從這些積累的數據中也能問接地反映出生產廠家及其產品的生產質量、工藝和管理水平。必要時還應對生產廠家進行有關質量調研或質量認證，以保證電子元器件的質量控制。

3.常用電子元器件的二次篩選

3.1 集成電路的二次篩選

由于整機產品的質量與可靠性需求，集成電路器件的二次篩選雖起步較晚但發展很快，大多數器件在裝機前進行了二次篩選，有效地控制了器件的上機質量。由于大規模集成電路的使用以及表貼元件的普及，二次篩選又有了新的問題，主要涉及測試程序、器件夾具、篩選設備、表面貼裝要求、可焊性等因素的限制，使這些器件的二次篩選困難較大。

3.2 微波器件的二次篩選

微波器件主要包括有源器件和混合器件等。這些器件的二次篩選尚未全面開展，如微波晶體管，由于結構的特殊性，以及對測試電路、儀器設備諸因素的要求較高，因此很難找到進行二次篩選的有效辦法。

對無源器件，如隔離器、衰減器、環行器等以及集成微波組件等，為確保裝機質量，大都采取委托生產廠商進行二次篩選。這種做法即經濟又符合實際情況，可減輕供需雙方的資源浪費，同時達到篩選目的[2]。

3.3 半導體分立器件的二次篩選

國內軍工單位主要使用半導體的分立器件，對這種器件的二次篩選也已經進行了很長時間的探索。根據整機使用的環境和可靠性要求，參照國軍標、企軍標有關電子元器件的試驗條件及方法并經適當裁剪后，制定了相應的元器件二次篩選規范，使半導體分立器件的二次篩選工作有據可循。

半導體分立器件中的高頻、微波器件，由于性能、結構的特殊性，以及受檢測設備、老化設備等各種因素影響，未能進行行之有效的二次篩選工作。

4.總結

二次篩選作為提高元器件使用可靠性的手段，發揮著重要和特殊作用，在目前和今后一段時期內將繼續保留，它的作用已被多數整機生產廠所認可。隨著國內電子行業的發展，我們應該不斷研究新的電子元器件二次篩選方法，為元器件使用的可靠性提供重要保障。

參考文獻

[1]董西英.元器件二次篩選中的質量控制[J]企業技術開發（下半月），2009（10）.

[2]吉田弘之（日）.電子元器件的故障原因及其對策[M].中國標準出版社，2004.