電子元器件可靠性與二次篩選的探討

侯光梁++范嬌麗++李雄

摘 要 電子元器件的使用可靠性是整機可靠性的關鍵和基礎。本文結合工作實踐，介紹近年來開展元器件二次篩選中遇到的同類器件多種篩選要求的問題，針對元器件的失效模式以及二次篩選的要求和有關標準，對二次篩選要求的統一及如何控制電子元器件質量等方面問題進行了探討，并提出了提高電子元器件使用可靠性的建議。

【關鍵詞】電子元器件 二次篩選 可靠性 有效性

1 前言

電子元器件是電子設備的基礎，是保證設備高可靠的基本單元。電子元器件的可靠性包括固有可靠性和使用可靠性兩個方面。固有可靠性是可靠性的基礎，使用可靠性則指元器件交付使用后，由于工作條件、環境條件和人為因素等引發的可靠性問題。

2 電子元器件的可靠性

元器件存在缺陷是難以避免的，應通過一系列的對產品的非破壞性的篩選試驗，施加合理應力，剔除具有潛在缺陷的早期失效產品，使其度過浴盆曲線的早期失效階段。因此必須在產品的整個壽命周期內，采取積極主動的工藝手段，對產品施加適當應力，使其潛在的缺陷激發，隱患提前暴露，從而提高產品質量。可靠性篩選不能提高產品的固有可靠性，但是有效的篩選通過發現設計和制造方面所引起的缺陷，反饋到設計、生產的質量控制中去，以便采取糾正措施，真正提高產品的可靠性。

3 電子元器件的二次篩選

二次篩選的質量直接影響著型號產品的質量，現在因為同一種器件在不同型號的產品中有不同的篩選要求，而且送篩器件批次多、數量大，往往在時間進度方面不能滿足產品要求，并且由于篩選技術的局限性，還不能達到將早期失效的元器件全部剔除掉的理想目標，因此提高元器件篩選質量和效率是元器件篩選工作上的主要目標。

二次篩選就是針對不同的失效模式進行一些試驗以剔除不合格的、或由于某種缺陷會引起早期失效的元器件。通過二次篩選是不能提高元器件個體的固有可靠性水平的，但可以通過剔除不合格品，從生產批次的角度上講，改善批次的固有可靠性水平。從環境類別角度上講，相同環境下同一類器件的環境系數相同，因此相同環境下的產品的元器件篩選要求可以統一。

例如半導體器件的二次篩選項目通常是外觀檢查、常溫初測、溫度循環、恒定加速度、顆粒碰撞噪聲檢測、常溫中測、高溫老煉、常溫終測、低溫測試、高溫測試、密封檢查等。而各項目的試驗方法和試驗條件等都是按相關國軍標選取的，加載應力是按標準或元器件規范選取的。因此相同器件在相同環境類別下可以制定相同的篩選要求，以提高元器件篩選質量和效率。

二次篩選工作的各項試驗以及其應力的選擇是針對產品的使用要求而制定的，其篩選要求不能過嚴也不能過松。過于嚴格的篩選要求，會將原本滿足產品使用要求的元器件淘汰掉，進而增加了篩選的成本及元器件的使用成本，在某種情況下，可能對元器件造成損壞，反而造成了更多的質量隱患；若過于寬松的篩選條件，則會造成本不滿足產品要求的元器件順利過關，對產品的可靠性有所影響。因此，必須制定出適合篩選應力條件的要求，它將對產品質量的可靠性有直接影響。

二次篩選的作用只能改善元器件的批質量。因此，已經確定滿足整機要求的元器件應盡量不做電應力、機械應力和熱應力的篩選項目，只做一些必要的檢查性和測試性的篩選項目。例如列入我國軍用電子元器件合格產品目錄和合格制造商目錄中的電子元器件，其篩選項目和應力條件滿足產品的要求，可不作二次篩選；表貼元器件的封裝形式一般是盤封，主要用于表面貼裝生產線，篩選后將會影響焊接質量與可靠性，故不宜進行二次篩選。另一類是針對產品的用途進行有選擇性的篩選。例如：抗幅照能力的考核就是一個特例。對宇航電子設備是必須考慮的，對地面電子設備則基本上可以不考慮。

二次篩選的不當操作和防護也能給電子元器件的運用留下隱患或直接造成失效。所以，在二次篩選檢測試驗中，環境保護、操作、靜電防護等方面應做好電子元器件的可靠性保障工作。二次篩選選取的應力應保證對正常器件不造成損壞、損傷及明顯縮短其使用壽命，二次篩選試驗的溫度不得超過被試元器件詳細規范中規定的極限溫度（含正極限溫度和負極限溫度），防止可能因元器件的封裝材料、結構等原因，其極限溫度達不到試驗項目中規定的溫度要求而損傷元器件。過應力條件篩選的元器件原則上不可裝機。

測試順序的安排是后面的參數能夠檢查元器件經前面參數測試后可能產生的變化。對有耐電壓、絕緣電阻測試要求的元器件，耐壓在前、絕緣在后，功能參數最后測試；對有擊穿電壓和漏電流測試要求的元器件，擊穿電壓在前，漏電流在后，功能參數最后測試。具有遞減失效率函數的元器件一定是適合篩選的，但并非所有適合篩選的元器件都一定滿足此條件。隨著電子元器件小型化的發展，我們也應該不斷擴展和研究新的控制元器件的質量的篩選方法，繼續為整機產品使用的電子元器件的使用可靠性提供可靠的保障。

4 結語

總而言之，電子元器件的應用可靠性是一門科學，是提高整機應用可靠性的關鍵。為了促進元器件的生產批質量的提高，要重視元器件二次篩選的可靠性保證技術。通過合理地選擇與控制元器件，盡可能地降低元器件的失效率，提高元器件的使用可靠性。本文提出了元器件二次篩選中同器件不同篩選規范的問題，從技術及管理角度提出了統一元器件二次篩選規范的可行性，并給出了元器件二次篩選的原則及注意事項。

參考文獻

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[4]總裝備部電子信息基礎部.軍用電子元器件[M].北京：國防工業出版社，2009.

作者簡介

侯光梁（1987-），男，新疆維吾爾自治區哈密市人。大學本科學歷。學士學位。現為陜西長嶺電子科技有限責任公司產品開發部助理工程師。主要研究方向為軍用多普勒測速雷達的設計與開發。

范嬌莉（1989-），女，陜西省渭南市人。大學本科學歷。學士學位。現為陜西長嶺電子科技有限責任公司產品開發部助理工程師。主要研究方向為軍用多普勒測速雷達的設計與開發。

李雄（1987-），男，陜西省西安市人。大學本科學歷。學士學位。現為陜西長嶺電子科技有限責任公司產品開發部助理工程師。主要研究方向為軍用無線電高度表的設計與開發。

作者單位

陜西長嶺電子科技有限責任公司產品開發部 陜西省寶雞市 721006