電子元器件的貯存可靠性及評價技術

楊靜文 王發軍

摘 要：隨著我國科學技術和信息產業的發展，電子原件的生產和使用已經十分的普遍。在電子工業的發展中，電子元器件是十分重要的零件。在一些特殊的狀態下，需要電子元器件的貯存的可靠性，以便保證其長期的使用。因此，一些企業通過采取考核和評價體系，加強對電子元器件的管理，提高電子元器件貯存的可靠性。本文基于電子元器件貯存和管理的實踐，對提高電子元器件貯存可靠性及評價技術進行研究。

關鍵詞：電子元器件；貯存；可靠性；評價技術

在現代工業的發展中，電子元器件是許多設備和機械中的基礎元件。隨著電子工業的發展進步，對電子元器件貯存可靠性的研究也在不斷的深入。一些電子元器件需要保持較長的貯存年限，來滿足其使用功能的發揮。尤其是一些長期貯存，短期使用的零部件，其貯存的可靠性顯得更為重要。在加強對電子元器件貯存的管理中，企業通過建立科學的考核評價制度，以及對電子元器件貯存的可靠性和評價技術進行研究，來實現電子元器件長期貯存的目標。

一.電子元器件貯存可靠性的重要意義

在對電子元器件貯存時效的研究中，發現大多數貯存超過十年的電子元器件其性能存在一定的問題。也即是說部分電子元器件的使用壽命因為貯存性能不達標而大大縮短。這些電子元器件在制造和使用的初期，由于制造工藝和內部模塊等出現的一些問題，導致在使用的后期其應用的可靠性降低，出現較多的問題。因此，加強對電子元器件貯存可靠性的研究，能夠對提高電子元器件使用已經裝備的可靠性起到保障作用。

二.電子元器件貯存中失效的原因

在對電子元器件貯存可靠性研究中，分析電子元器件失效的原因是重要的內容。一般情況下，長期貯存后的電子元器件失效的原因包括水汽因素、環境因素、制造工藝等。在對電子元器件失效原因的劃分中，可以分為國內電子元器件失效模式和國外電子元器件失效的原因。

（一）國內電子元器件失效的原因

在對電子元器件失效的研究中，不同電子元器件根據其結構和制造和構造等不同，其失效的原因和形式也各有差別。在國內電子元器件中，半導體分立器件失效的主要原因主要是引線焊接過程中出現的工藝缺失，以及空氣中水汽過多，密封性較差等，造成半導體分立器件的漏氣和開路等失效形式。在一般情況下，混合集成電路的失效主要是由引線和鋁金屬受到腐蝕、粘結和鍵合失效，表現出外引線斷裂等。另外，電阻器件失效表現為電阻數值出現漂移，以及電路出現短路的情況。造成其失效的原因較多，主要是由制造過程中工藝中電極和基片的焊接缺陷，以及絕緣材料變質，內部污染，熱應力造成的電阻增大等原因。電真空器件失效的原因主要由管殼的漏氣，電真空器件的腐蝕等。其主要表現為燈絲端斷裂和真空度下降和失效。電磁繼電器失效的原因有引線和觸電有機化學受到腐蝕、器件密封性較差，以及有機污染物的揮發等。其造成的失效表現為外引線受腐蝕后脆化斷裂、電阻狀態不穩定，以及器件漏氣等狀況。連接器是電子器件的連接材料，其失效主要受到環境中水汽的影響，造成的連接器中的絕緣材料的老化腐蝕。連接器失效的表現形式為銹蝕。頻率元件的失效表現為頻率器件的停振和晶片的斷裂破碎。頻率元件失效的原因由空氣中水汽過多，以及器件在制造過程中晶片本身的工藝缺陷等。射頻電纜失效主要的原因是器件受環境的影響，造成其絕緣材料老化，其主要的表現形式為射頻電纜的短路。

（二）國外電子元器件失效的主要原因

在國外電子元器件失效原因的研究中，包括內部結構失效和外部結構失效。其中，電子元器件的內部結構失效和其貯存的環境、制造工藝、溫度和水汽等因素有關。而外部結構失效是電子元器件失效的主要原因，其主要是受到元器件在貯存過程中受到環境中溫、濕度，以及其他情況的影響。外部結構失效包括腐蝕造成的外引線斷裂，以及工藝缺陷引起的封裝漏氣失效和引線焊接失效。

在國外電子元器件的失效研究中，混合集成電路常見的失效形式表現為電容器的短線、短路，以及電阻器的短線等。導致混合繼承電路失效的原因有集成電路的元件、絕緣體受到破壞，電容耦合以及電器粘結失效等。單片微型器件的失效原因主要是制造過程中連接不合格，以及器件遭受的磨損和腐蝕、絕緣體損壞等。其造成的器件連接缺陷，電路短路等。電阻器失效的原因主要是受到環境因素的影響，導致的器件干燥或遭受腐蝕和不絕緣等狀況。電阻失效的表現形式有電阻值的增加，電路的短路和斷路等。電容器常見的失效形式表現為電器絕緣材料和介質等受環境影響而出現的變質、破損等現象。電容器件失效的原因有水汽過多造成器件的潮解和密封損壞。

三.電子元器件貯存可靠性評價技術

根據電子元器件失效的原因和形式的了解，可知電子元器件失效主要是受到環境因素和生產制造工藝的等原因，使得電子元器件發生的芯片引線脫落和水汽的影響。因此，為了解決電子元器件的長期貯存問題，提高其貯存的可靠性，需要從多個方面入手，結合各種影響因素，進行全面的管理。其中，許多國家和地區引入了電子元器件可靠性評價技術來加強對電子元器件可靠性的掌握。電子元器件可靠性評價技術包括長期貯存實驗評價技術，極限應力評價技術和加速貯存壽命實驗技術三個方面。

（一）長期貯存實驗評價技術

在電子元器件貯存可靠性評價技術中，長期貯存實驗技術能夠掌握電子元器件貯存中失效的信息，是提高電子器件貯存可靠性的一種直接和有效的方法。使用長期貯存實驗評價技術，根據電子元器件是失效的原因找回失效的信息，并在此基礎上找出提高電子元器件可靠性的有效措施。但是，在其進行失效信息的找回和分析中需要耗費大量的時間。在實際運用中，長期貯存實踐評價技術較為適用關鍵電子元器件和新型的電子元器件。

（二）極限應力評價技術

極限應力評價技術是指通過運用某些力學性能實驗來對產品的失效模、失效機理進行研究，并在此基礎上提出相應的改正措施，降低產品失效的幾率，提高其可靠性。極限應力評價技術是針對電子元器件缺陷的評價技術，它包括應力---強度模型、應力---時間模型等。

（三）加速貯存壽命實驗技術

在電子元器件貯存可靠性評價技術中，加速貯存壽命實驗技術是一項時間較短、費用較低的電子元器件可靠性評價技術。加速貯存壽命實驗技術主要是通過模擬并加快電子元器件的應力和環境的變化速度來加快其貯存，完成可靠性實驗。雖然，加速貯存壽命實驗技術能夠具有較快的速度，但是在實際運用中其誤差較大，準確性需要進一步提高。

四.結語

保持電子元器件在長期貯存條件下的可靠性，是電子元器件研究的熱點問題。提高電子器件貯存的可靠性，對保障電子產品的使用壽命具有重要的意義。在電子產品貯存失效原因的分析中，可以分為國內電子元器件失效原因和國外電子元器件失效的原因。并根據電子元器件失效的原因，提出電子元器件貯存可靠性技術評價。其主要包括，長期貯存實驗評價技術、極限應力評價技術以及加速貯存壽命實驗技術等，對提高電子產品貯存可靠性有重要的作用。

參考文獻

[1] 吳洵穎.關于對電子元器件在長期貯存試驗中出現的若干失效實例的 總結[A].第九屆全國可靠性物理學術討論會論文集[C].2001.73–76.

[2] 楊家鏗.電子元器件長期貯存可靠性分析[A].第九屆全國可靠性物理 學術討論會論文集[C].2001.65–72.

[3] 王宇翔.電路污染對引信系統貯存失效的影響[J].電子產品可靠性與環 境試驗，2003，2，（1）：16–18.

（作者單位：陜西凌云電器集團有限公司總裝分廠）