電子元器件可靠性與二次篩選

文/周冬娣

電子元器件是構成電子設備的重要基礎，是確保設備能夠可靠運行的基本所在。通常來講，電子元器件可靠性主要涵蓋固有可靠性和使用可靠性等兩方面。其中電子元器件的可靠性都是基于固有可靠性而言的，而使用可靠性簡而言之就是元器件交付后的可靠性問題，例如工作條件、環境條件以及人為因素等都是使用可靠性的范疇。

1 關于電子元器件的可靠性討論

元器件存在一定的不足之處是較常出現的問題，因此，我們要借助對產品實施非破壞性篩選試驗這一途徑，施加合理應力，從而找出并剔除產品中存在缺陷或早期失效的產品，這也是幫助其順利度過浴盆曲線早期失效階段的有效措施。基于此，我們要合理運用產品的整個壽命周期，及時、積極地采用相應的工藝手段，以此增加產品所受壓力，刺激潛在缺陷和隱患的暴露，進而帶動產品質量的提升。雖然從客觀方面來講，實施可靠性篩選的手段對產品固有可靠性并不會產生較大的影響，但是由于缺陷是由設計和制造過程中引起的，所以在篩選時都會將上述兩個過程中的缺陷暴露出來，并及時將其反饋給設計和制造環節中，從而對其給予嚴格的質量控制，并采取行之有效的糾正措施，使產品的可靠性得到有效的提升。

2 關于電子元器件二次篩選的討論

2.1 二次篩選的內涵

電子元器件二次篩選簡而言之就是元器件生產廠商其所開展的篩選工作與用戶使用需求出現沖突時，以委派單位或使用單位為主體，基于生產篩選背景下進行再次篩選的過程，所以在此層面可以理解為，二次篩選就是在生產方篩選工作的基礎上對其進行的補充與檢驗，從而使早期失效的產品得到及時剔除，保證系統的綜合性能和可靠性。

2.2 二次篩選的目標

二次篩選質量將直接關系到型號產品的質量。同種類型下的不同型號的元器件，其篩選要求和標準也會有所差異，同時，由于元器件生產過程中具有批次多、數量大等特征，所以無論是在進度方面還是時間方面都與產品的自身要求存在不一致性。此外，篩選技術也是限制二次篩選質量的重要因素。目前，篩選技術還不夠完善，一些早期失效的元器件在篩選過程中很難被發現，由此可見，我們實施二次篩選的目標就是要著重提升元器件的篩選質量和效率。

2.3 二次篩選的本質

針對不同失效模式展開具有針對性的試驗，進而將一些早期失效的元器件進行剔除是二次篩選實施的本質。雖然元器件其固有的可靠性并不能借助二次篩選的途徑來提升，但是，剔除不達標產品未嘗不是一種提升批次產品可靠性的重要途徑。以環境為立足點，在同一環境背景下生產的同一類型的元器件，其生產過程中的環境系統相同，因此，我們可以以同一環境標準為前提，以此環境下的產品元器件為對象，完成統一化、系統化篩選標準的制定。例如以半導體器件為對象實施的二次篩選，其篩選項目是具有綜合性的，如對其外觀予以檢測、多方面展開溫度測試等都是篩選過程中需要綜合起來的項目。同時，還要以國軍標的相關要求確定試驗方式和條件，并結合元器件規范對加載力進行科學化設定。所以，以相同環境背景下的相同器件為對象，實施統一化的篩選要求是使元器件質量和效率得以充分提升的有力途徑。

2.4 二次篩選的條件

在對產品元器件實施二次篩選時，要將產品試驗結合起來，以此完成試驗標準的制定，提高應力應用的科學性和合理性。同時還要對篩選要求予以合理控制，松緊適宜。這是因為，如果篩選要求過于嚴格，那么即使一些符合使用標準的元器件也會被剔除出來，增加了篩選成本和使用成本，甚至還可能出現元器件損壞的情況，元器件的潛在風險不僅不能降低，反而還會出現增加的情況；如果篩選條件不高且過于寬松，那么一些不符合使用標準的產品就會囊括在內，從而直接對元器件的可靠性產生影響。由此可見，對篩選條件進行合理化控制與制定，是電子元器件可靠性的重要保障。

2.5 電子元器件二次篩選的主要應用范圍

首先，半導體分立器件的二次篩選。據了解，國內軍工單位運用較多的電子元器件就是半導體分立器件，以此為對象實施的二次篩選歷經了漫長時間的探索與研究，因此在此方面的經驗也相當豐富。以整機使用可靠性與運行環境要求為依據，以電子元器件實驗方法和試驗環境標準為參照，目前我國已制定了有關電子元器件二次篩選規范，這也為半導體分立器件的二次篩選提供了重要的依據和支撐。其次，微波器件的二次篩選。常見的混合器件以及有源器件等都是微波器件的范疇，然而就目前情況而言，我國針對此方面的二次篩選工作展開仍然缺乏全面性。例如微波晶體管，由于其結構較為特殊與復雜，因此對相應設備、儀器和電路等均提出了較高的要求，但是在實際應用二次篩選方法的時候其并不能滿足相關標準提出的具體要求。以繼承微波組件、環形器和隔離器來講，想要使裝機質量能夠得到有效的保障，通常可以借助將二次篩選工作交由委托方進行的方式，從而使雙方資源都能得到最大化應用，推動篩選目標的實現，同時，其在經濟上的優勢也不容忽視。最后，集成電路的二次篩選。以整機設備可靠性和質量上的需求為基礎，雖然集成電路器件二次篩選工作相比其他來講具有起步晚特征，但是其卻呈現了較快的發展速度，一般而言，大多數的集成電路器件都是在完成二次篩選工作的前提下實施的裝機活動，并以DPA分析方法為載體，從而準確排查出常規篩選中難以發現的問題。但是在大規模集成電路應用范圍擴大和相關元件普及程度的快速提升背景下，給集成電路的二次篩選又提出了新的挑戰，如可焊性和篩選設備等。也正是受到這些因素的影響與制約，使得電子元器件的二次篩選工作難度又有了進一步的提升。

2.6 二次篩選需要注意的問題

（1）嚴格來說，二次篩選實施的是對元器件批量質量予以的檢測。因此，為了確保元器件能夠更好地滿足整機的要求，要及時規避電應力和熱應力等方面的篩選，只需對其實施常規性檢測即可。例如，軍用電子元器件的合格產品目錄或合格制造商的元器件類型等，只要是其滿足了相關篩選條件的要求，二次篩選是不需要再次進行的；對于表貼元器件來講，其也是不需要進行二次篩選的，以防因二次篩選導致影響焊接質量等情況的發生。此外，根據產品用途不同實施具有選擇性的篩選也是常見情況。例如對于宇航電子設備需要對其實施相應的抗輻照能力測試，而針對一些地面上的電子設備則不需要實施此測試過程。

（2）二次篩選實施過程中，操作的規范性、防護的嚴謹性都是關系到元器件后期使用質量、避免失效現象的重要因素。所以在對元器件進行二次篩選時，要加大對環境的全面檢查力度，著重關注具體的操作過程和防護措施，從而為元器件的可靠性提供重要保障。同時，二次篩選過程中的應力設定，還要遵循不破壞元器件正常使用和使用周期為原則。此外，二次篩選要對溫度予以合理掌控，并明確篩選過程中的極限溫度，確保使用溫度不會對元器件的材料和結構造成影響，有效規避元器件出現損壞等問題。

（3）二次篩選實施的順序與后期參數檢測也有著緊密的聯系。在開展耐壓電壓和絕緣電阻測試時，都必須以耐壓測試為前提，并在之后進行絕緣檢測，而功能參數的檢測則是最后步驟。此外，擊穿電壓測試也是首先進行的測試內容，之后則要對漏電和功能參數進行檢測。針對一些出現遞減實效率函數的元器件，二次篩選是必不可少的過程。目前，電子元器件的體積正在不斷縮小，這給二次篩選的方法也提出了更高的要求，需要其不斷予以改進與創新，以此確保電子元器件的質量。

3 結束語

總之，電子元器件的可靠性是提升整機應用可靠性的關鍵所在。因此，想要充分提升元器件生產批質量，就需要對元器件二次篩選的可靠性保證技術予以重視，并借助元器件的顆粒選擇與控制，縮小元器件的失效率，從而使元器件的可靠性得到充分的提升。