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(dāng)元器件生產(chǎn)廠商進(jìn)行的篩選不能滿足用戶應(yīng)用要求時(shí)，由使用方或其委托單位在元器件生產(chǎn)廠商篩選基礎(chǔ)上進(jìn)行的篩選，是對(duì)元器件生產(chǎn)廠商篩選工作的補(bǔ)充和驗(yàn)證。二次篩選是針對(duì)不同的失效模式，進(jìn)行一些試驗(yàn)以剔除早期失效產(chǎn)品，能夠有效地提高系統(tǒng)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(jìn)而提出質(zhì)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(fā)展方向。

【關(guān)鍵詞】二次篩選；質(zhì)量

1.電子元器件的二次篩選

1.1 進(jìn)行二次篩選的原因

元器件二次篩選指的是當(dāng)元器件生產(chǎn)廠商進(jìn)行的篩選不能滿足用戶應(yīng)用要求時(shí)，由使用方或其委托單位在元器件生產(chǎn)廠商篩選基礎(chǔ)上進(jìn)行的篩選，是對(duì)元器件生產(chǎn)廠商篩選工作的補(bǔ)充和驗(yàn)證。

進(jìn)行二次篩選的原因，是在元器件的生產(chǎn)過(guò)程中由于人為的因素或原材料、工藝條件、設(shè)備條件的波動(dòng)，最終生產(chǎn)出的產(chǎn)品不可能全部達(dá)到預(yù)期的固有可靠性水平，在一批成品中總有一部分產(chǎn)品存在各種潛在缺陷，其壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于產(chǎn)品的平均壽命，這種提前失效的產(chǎn)品稱為早期失效產(chǎn)品。二次篩選就是針對(duì)不同的失效模式，進(jìn)行一些試驗(yàn)以剔除早期失效產(chǎn)品，能夠有效地提高系統(tǒng)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(chǎn)廠商并沒(méi)有對(duì)元器件實(shí)施初步篩選，或者是篩選的步驟并不規(guī)范；

（2）已經(jīng)實(shí)施“一次篩選”步驟的生產(chǎn)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(zhì)量需求；

（3）元器件生產(chǎn)廠商的篩選條件無(wú)法滿足使用者對(duì)器件特殊要求的篩選項(xiàng)目；

（4）使用者可能對(duì)元器件生產(chǎn)廠商的篩選及其有效性提出質(zhì)疑，期望對(duì)元器件的質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)證。

1.3 二次篩選應(yīng)注意的問(wèn)題

電子元器件在進(jìn)行二次篩選時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題。

（1）應(yīng)實(shí)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(duì)電子元器件進(jìn)行有選擇性的篩選。例如：繼電器需要作觸點(diǎn)抖動(dòng)試驗(yàn)，而電阻不需要；抗幅照能力的考核對(duì)宇航電子設(shè)備是必須考慮的。

（3）對(duì)由于手段問(wèn)題不能進(jìn)行篩選的元器件，須采取其它的控制方式來(lái)保證其質(zhì)量。例如在使用的電路上進(jìn)行一些試驗(yàn)。

（4）考慮到二次篩選的局限性，必須嚴(yán)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(duì)著一定的失效模式，有些手段對(duì)其針對(duì)的失效模式的剔除率還很高，但一般說(shuō)來(lái)，絕對(duì)做不到百分之百?，F(xiàn)有的各種篩選規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定了合格判據(jù)即項(xiàng)目的篩選失效率（PDA），超過(guò)此值則整批不用。

二次篩選的項(xiàng)目及其應(yīng)力選擇應(yīng)是針對(duì)著產(chǎn)品的使用要求來(lái)制訂的，制定出來(lái)的篩選要求，既不能過(guò)嚴(yán)，也不能過(guò)松。篩選要求太嚴(yán)，會(huì)淘汰能滿足產(chǎn)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(huì)對(duì)元器件造成損傷，反而留下了質(zhì)量隱患；篩選要求太松，則會(huì)使一些不滿足產(chǎn)品使用要求的元器件順利通過(guò)篩選關(guān)，從而降低了產(chǎn)品的可靠性水平。所以必須選擇合適的篩選項(xiàng)目及應(yīng)力要求。它直接關(guān)系到電子產(chǎn)品的質(zhì)量可靠性問(wèn)題。

2.電子元器件二次篩選的質(zhì)量控制

2.1 進(jìn)行高效率的失效分析

元器件的失效分析是通過(guò)對(duì)失效元器件進(jìn)行解剖分析，并采用物理和化學(xué)等技術(shù)手段找出其失效機(jī)理，提出改進(jìn)辦法，從而提高元器件的可靠性。失效分析既要從本質(zhì)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(huán)境應(yīng)力和時(shí)間等因素對(duì)器件發(fā)生失效所產(chǎn)生的影響。

失效分析是一門新興的分析元器件的技術(shù)，大體可以分為失效分析和良品分析兩種。主要對(duì)十分關(guān)鍵的大規(guī)模集成電路在使用之前實(shí)施失效分析。國(guó)內(nèi)外失效分析資料均表明，有相當(dāng)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(duì)元器件選擇不當(dāng)或使用有誤。因此，元器件失效分析結(jié)果，既可以反饋給生產(chǎn)方以改進(jìn)設(shè)計(jì)和工藝，還可以對(duì)制定元器件的二次篩選條件起指導(dǎo)作用。

2.2 元器件的質(zhì)量責(zé)任控制

實(shí)施落實(shí)責(zé)任制度，對(duì)整機(jī)中所采用的電子元器件各種相關(guān)參數(shù)的質(zhì)量進(jìn)行問(wèn)責(zé)制度。在采購(gòu)相應(yīng)元器件的時(shí)候，應(yīng)該著重考慮信譽(yù)較好、質(zhì)量有保證的公司或者生產(chǎn)廠商進(jìn)行合作，避免影響設(shè)計(jì)系統(tǒng)的整體性能。對(duì)廠商的選擇還可以通過(guò)對(duì)平時(shí)進(jìn)行日常工作中的電子元器件質(zhì)量數(shù)據(jù)積累的分析進(jìn)行，從這些積累的數(shù)據(jù)中也能問(wèn)接地反映出生產(chǎn)廠家及其產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量、工藝和管理水平。必要時(shí)還應(yīng)對(duì)生產(chǎn)廠家進(jìn)行有關(guān)質(zhì)量調(diào)研或質(zhì)量認(rèn)證，以保證電子元器件的質(zhì)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(jī)產(chǎn)品的質(zhì)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(fā)展很快，大多數(shù)器件在裝機(jī)前進(jìn)行了二次篩選，有效地控制了器件的上機(jī)質(zhì)量。由于大規(guī)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(wèn)題，主要涉及測(cè)試程序、器件夾具、篩選設(shè)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(kāi)展，如微波晶體管，由于結(jié)構(gòu)的特殊性，以及對(duì)測(cè)試電路、儀器設(shè)備諸因素的要求較高，因此很難找到進(jìn)行二次篩選的有效辦法。

對(duì)無(wú)源器件，如隔離器、衰減器、環(huán)行器等以及集成微波組件等，為確保裝機(jī)質(zhì)量，大都采取委托生產(chǎn)廠商進(jìn)行二次篩選。這種做法即經(jīng)濟(jì)又符合實(shí)際情況，可減輕供需雙方的資源浪費(fèi)，同時(shí)達(dá)到篩選目的[2]。

3.3 半導(dǎo)體分立器件的二次篩選

國(guó)內(nèi)軍工單位主要使用半導(dǎo)體的分立器件，對(duì)這種器件的二次篩選也已經(jīng)進(jìn)行了很長(zhǎng)時(shí)間的探索。根據(jù)整機(jī)使用的環(huán)境和可靠性要求，參照國(guó)軍標(biāo)、企軍標(biāo)有關(guān)電子元器件的試驗(yàn)條件及方法并經(jīng)適當(dāng)裁剪后，制定了相應(yīng)的元器件二次篩選規(guī)范，使半導(dǎo)體分立器件的二次篩選工作有據(jù)可循。

半導(dǎo)體分立器件中的高頻、微波器件，由于性能、結(jié)構(gòu)的特殊性，以及受檢測(cè)設(shè)備、老化設(shè)備等各種因素影響，未能進(jìn)行行之有效的二次篩選工作。

4.總結(jié)

二次篩選作為提高元器件使用可靠性的手段，發(fā)揮著重要和特殊作用，在目前和今后一段時(shí)期內(nèi)將繼續(xù)保留，它的作用已被多數(shù)整機(jī)生產(chǎn)廠所認(rèn)可。隨著國(guó)內(nèi)電子行業(yè)的發(fā)展，我們應(yīng)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(xiàn)

[1]董西英.元器件二次篩選中的質(zhì)量控制[J]企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)（下半月），2009（10）.

[2]吉田弘之（日）.電子元器件的故障原因及其對(duì)策[M].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2004.