電子元器件的篩選與電子元器件質(zhì)量控制

孫文軒

（中航航空電子有限公司，北京 100086）

0 引言

電子元器件能夠充分地發(fā)揮其性能是重要的條件之一是通過(guò)科學(xué)的篩選方式選擇電子元器件，對(duì)其質(zhì)量實(shí)現(xiàn)有效地控制，這是一項(xiàng)具有較高實(shí)踐性的工作，在元器件的質(zhì)量上存在著元器件廠商對(duì)相關(guān)的元器件已經(jīng)進(jìn)行了一次篩選，但其仍不符合使用者要求的情況，甚至有些生產(chǎn)廠商基本沒(méi)有進(jìn)行篩選等情況，因此對(duì)于元器件篩選和質(zhì)量控制也應(yīng)予以重視。目前通過(guò)對(duì)生產(chǎn)廠商所提供的元器件進(jìn)行篩選，對(duì)電子元器件篩選技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析和試驗(yàn)，將其篩選力度進(jìn)行有效地提升，這也成為了電子元器件質(zhì)量控制的新的研究?jī)?nèi)容和方向，只有通過(guò)切實(shí)有效的方法和策略，才能將質(zhì)量控制工作予以完善和優(yōu)化。

1 篩選概述

1.1 原因

在元器件生產(chǎn)廠商進(jìn)行相關(guān)元器件的篩選后，其質(zhì)量仍不能達(dá)到用戶(hù)的實(shí)際應(yīng)用要求時(shí)，會(huì)在其篩選的基礎(chǔ)上讓其他相關(guān)單位或使用方對(duì)元器件進(jìn)行進(jìn)一步的篩選，這是對(duì)元器件生產(chǎn)廠商所做的篩選工作的進(jìn)一步驗(yàn)證和補(bǔ)充。

由于在元器件的生產(chǎn)過(guò)程中存在許多的影響因素，如：原材料、工藝條件、人為因素、設(shè)備條件的波動(dòng)等，這造成了最終的元器件成品無(wú)法全部達(dá)到固定的用戶(hù)預(yù)期的要求水平，其中仍會(huì)有一部分存在缺陷或是不可靠因素的產(chǎn)品，而且其使用壽命也會(huì)低于實(shí)際應(yīng)用要求的使用壽命，成為早期失效產(chǎn)品。所以應(yīng)對(duì)不同的失效模式進(jìn)行篩選并通過(guò)相關(guān)的試驗(yàn)進(jìn)行剔除，從而對(duì)元器件的使用可靠性予以提高。

1.2 適用范圍

進(jìn)行元器件篩選適用于元器件廠商對(duì)相關(guān)的元器件已經(jīng)進(jìn)行了一次篩選的情況下仍不符合使用者的要求。對(duì)生產(chǎn)廠商提供的元器件根本沒(méi)有進(jìn)行篩選。生產(chǎn)廠商所提供的元器件相關(guān)的篩選技術(shù)和流程不規(guī)范。使用者對(duì)元器件有著特殊的需要，元器件廠商的篩選技術(shù)和條件無(wú)法得到滿(mǎn)足。使用者對(duì)生產(chǎn)廠商的篩選技術(shù)及篩選的有效性持有一定的質(zhì)疑并需要進(jìn)一步進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)證。

所以需要通過(guò)科學(xué)地方式選擇篩選方式對(duì)電子元器件進(jìn)行篩選，對(duì)其質(zhì)量實(shí)現(xiàn)有效地控制[1]。

2 篩選方法

2.1 功率老化

對(duì)實(shí)際的工作狀態(tài)進(jìn)行模擬，將電應(yīng)力施加到相應(yīng)的元器件上，使其存在的缺陷問(wèn)題能夠快速地顯現(xiàn)出來(lái)，從而有效地將生產(chǎn)期間存在著工藝缺陷的元器件篩選出來(lái)予以剔除。

2.2 檢查

通過(guò)目檢和鏡檢技術(shù)進(jìn)行篩選。對(duì)元器件的外觀情況通過(guò)顯微鏡或是放大鏡的方法進(jìn)行檢查，將存在著種種外表缺陷的元器件予以剔除，通過(guò)幾種重要的鏡檢技術(shù)可以對(duì)元器件內(nèi)部的引線(xiàn)鍵合、封裝缺陷、芯片焊接等進(jìn)行檢查和篩選，具有簡(jiǎn)單和高效性[2]。

2.3 環(huán)境應(yīng)力

對(duì)元器件產(chǎn)品施加合理的環(huán)境應(yīng)力，使其內(nèi)部存在的缺陷加速地顯示出來(lái)，用此檢驗(yàn)方法可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除故障隱患。對(duì)于電子產(chǎn)品元器件，可以采用溫度沖周、掃頻振支、溫度循環(huán)、隨機(jī)振動(dòng)和恒定高溫等方法進(jìn)行環(huán)境應(yīng)力的選擇。在特別的環(huán)境應(yīng)力下，可以選擇低氣壓篩選法、光輻射篩選法等，不同的環(huán)境應(yīng)力法進(jìn)行篩選，會(huì)出現(xiàn)元器件不同的篩選結(jié)果。具體的篩選方法可根據(jù)元器件的失效模式、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及相關(guān)的使用要求來(lái)制定。

2.4 密封性

對(duì)于密封不達(dá)標(biāo)而造成滲透的元器件采用密封性篩選法，主要用于剔除密封性不良的元器件。通常采用不同的篩選法進(jìn)行細(xì)檢漏和粗檢漏的檢測(cè)。

3 質(zhì)量控制方法

3.1 控制要點(diǎn)

在進(jìn)行檢查篩選時(shí)，要注意幾個(gè)問(wèn)題：在試驗(yàn)時(shí)采用的技術(shù)不當(dāng)或是操作流程不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生檢測(cè)失效問(wèn)題；在試驗(yàn)前進(jìn)行極性接反問(wèn)題的檢查工作，一旦出現(xiàn)此類(lèi)問(wèn)題，會(huì)直接影響質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果，甚至造成元器件的損壞；在篩選過(guò)程中對(duì)所加電流、電壓要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，不能超過(guò)額定數(shù)值，否則將造成篩選失效的后果；對(duì)極性的元器件要注意存放的方式，如果采用溫度過(guò)高、靜電過(guò)大等不科學(xué)的存放方法，會(huì)對(duì)元器件的性能造成影響[3]。

在對(duì)元器件進(jìn)行篩選工作之前，需要對(duì)篩選的基本操作原理予以明確，并對(duì)其條件、流程、篩選項(xiàng)目、篩選結(jié)果中各參數(shù)的意義等予以明確。

3.2 質(zhì)量控制

在對(duì)元器件進(jìn)行篩選時(shí)，在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)，對(duì)其施加一定的電應(yīng)力條件，進(jìn)行實(shí)際工作后，使其存在的潛在缺陷盡早地展現(xiàn)出來(lái)，這種方式可以有效地剔除掉一部分失效的元器件，但一些通過(guò)篩選的元器件仍會(huì)出現(xiàn)使用后就失效的問(wèn)題，這就需要采用稍高于額定條件的高應(yīng)力狀態(tài)并將老化試驗(yàn)的時(shí)間進(jìn)行延長(zhǎng)等方法再進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。另外，還可以采用其他的質(zhì)量控制手段對(duì)篩選質(zhì)量予以加強(qiáng)：對(duì)試驗(yàn)電壓、電流等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，工藝要求也予以嚴(yán)格規(guī)范；嚴(yán)格核對(duì)篩選所需要的設(shè)備和條件，對(duì)試驗(yàn)操作規(guī)范予以嚴(yán)格執(zhí)行；電源要根據(jù)其穩(wěn)定性來(lái)選擇，檢查接地和短路的問(wèn)題，特別是會(huì)造成篩選影響的安裝極性和接線(xiàn)夾等安裝問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成器件的損壞報(bào)廢；在試驗(yàn)過(guò)程中，不要因?yàn)橛昧^(guò)猛等外部因素的原因影響外形的質(zhì)量，需要輕拿輕放，切勿造成元器件的機(jī)械性損傷。最后，還需要在試驗(yàn)中對(duì)靜電敏感的元器件做好靜電防護(hù)工作[4]。

3.3 測(cè)試質(zhì)量控制方法

進(jìn)行電參數(shù)的測(cè)試，需要在測(cè)試前進(jìn)行相關(guān)設(shè)備的校準(zhǔn)工作，對(duì)所有設(shè)備的檢測(cè)精度予以保障；同時(shí)測(cè)試夾具也要進(jìn)行合理的選擇，防止因夾具造成檢測(cè)參數(shù)出現(xiàn)偏頗；在檢測(cè)試驗(yàn)中先進(jìn)行樣片試驗(yàn)，檢查所有的電流和電壓是否超過(guò)元器件所額定的數(shù)值，準(zhǔn)確無(wú)誤后才能開(kāi)始正式的測(cè)試；必須對(duì)參數(shù)測(cè)試的環(huán)境和條件予以保障，嚴(yán)格控制在規(guī)定的數(shù)值之內(nèi)，測(cè)試必須嚴(yán)格按照相關(guān)的參數(shù)操作規(guī)范和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)；為防止人為因素的損壞，在測(cè)試過(guò)程中，要對(duì)相關(guān)元器件做好靜電防護(hù)措施[5]。

4 質(zhì)量控制措施

4.1 管控

確保電子設(shè)備質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)就是將質(zhì)量合格的元器件篩選出來(lái)并予以合理的應(yīng)用。電子裝備上元器件的可靠性受到其在應(yīng)用中所具有的穩(wěn)定性以及其自身質(zhì)量的可靠性的直接的影響。所以，有效地控制元器件的篩選質(zhì)量，對(duì)元器件的合理、可靠的應(yīng)用也提供了前提和基礎(chǔ)[6]。

4.2 控制原則

針對(duì)電子產(chǎn)品具有一定的特殊性，電子元器件的選擇必須在其滿(mǎn)足整機(jī)和系統(tǒng)要求、質(zhì)量對(duì)性?xún)r(jià)比的要求等條件下，對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的篩選。并從不同的元器件的優(yōu)選目錄中進(jìn)行選擇。

相關(guān)人員要對(duì)元器件的基本特性予以充分的了解，特別是對(duì)其極限參數(shù)值、應(yīng)用環(huán)境以及最大額定值等進(jìn)行了解。首先確保極限參數(shù)值和最大額定值相符合，同時(shí)在不同場(chǎng)合對(duì)額定值根據(jù)相關(guān)的要求要進(jìn)行有效的降額應(yīng)用。

在進(jìn)行元器件優(yōu)選目錄的仿制時(shí)，需要盡可能壓縮供貨單位、元器件規(guī)格和品種，需要遵循的原則如下：對(duì)有發(fā)展前途并可靠性高的產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)先選擇；元器件生產(chǎn)廠家選擇質(zhì)量有保證的廠家；對(duì)元器件按照先進(jìn)性、可行性的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相關(guān)的應(yīng)用；對(duì)元器件的少量保留產(chǎn)品盡可能地進(jìn)行篩選；盡可能地采集符合規(guī)定等級(jí)或是最高等級(jí)的元器件產(chǎn)品，避免等級(jí)超標(biāo)的現(xiàn)象發(fā)生；對(duì)于元器件的線(xiàn)路設(shè)計(jì)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員完成后，讓質(zhì)量管理部門(mén)和物資管理部門(mén)對(duì)其性能進(jìn)行有效的評(píng)定和分析[7]。

元器件的篩選應(yīng)符合這樣的原則和要求：是否已按照相關(guān)的規(guī)范對(duì)未在選用目錄上的元器件進(jìn)行了審批手續(xù)的采納；對(duì)整個(gè)系統(tǒng)及機(jī)器的實(shí)際需求，在抗靜電能力、質(zhì)量等級(jí)和性能等方面，所篩選的元器件是否能夠滿(mǎn)足；相應(yīng)的系統(tǒng)散熱需求，所選擇應(yīng)用的元器件是否能夠有效予以滿(mǎn)足；元器件的設(shè)計(jì)方案中熱設(shè)計(jì)是否合理；在出樣和方案階段是否應(yīng)用了低質(zhì)量等級(jí)的元器件；在正樣階段是否運(yùn)用了符合標(biāo)準(zhǔn)的元器件。

4.3 管理制度健全

需要對(duì)相關(guān)的元器件篩選和管理制定出相關(guān)的管理制度并予以規(guī)范，對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量和可靠性進(jìn)行有效的控制，對(duì)其內(nèi)容、控制的重點(diǎn)和相關(guān)的控制措施都予以明確和規(guī)定并作為相關(guān)的質(zhì)量法規(guī)予以執(zhí)行[8]。

4.4 培訓(xùn)

對(duì)其質(zhì)量控制工作應(yīng)當(dāng)予以重視，同時(shí)要對(duì)相關(guān)篩選工作人員加強(qiáng)相關(guān)業(yè)務(wù)知識(shí)的培訓(xùn)，對(duì)元器件的基本特性、技術(shù)要求、篩選儀器和設(shè)備、規(guī)范和流程等進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的培訓(xùn)，相關(guān)人員要對(duì)各類(lèi)元器件的基本特性進(jìn)行了解，包括對(duì)其極限參數(shù)值、應(yīng)用環(huán)境以及最大額定值等。經(jīng)相關(guān)的考核合格后能才上崗工作。

5 結(jié)論

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和技術(shù)的飛速發(fā)展，電子行業(yè)也得到了快速的發(fā)展。電子元器件在其中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，所以，在電子產(chǎn)品和設(shè)備中運(yùn)用高質(zhì)量的元器件是一項(xiàng)重要的任務(wù)。通過(guò)有效的質(zhì)量控制，科學(xué)化的選擇，對(duì)其性能參數(shù)予以有效地把控，充分發(fā)揮其功能，對(duì)電子設(shè)備產(chǎn)品的質(zhì)量予以基礎(chǔ)的保障。對(duì)于元器件的篩選也已經(jīng)有了很長(zhǎng)的發(fā)展歷史，但仍存在著一些局限性，需要進(jìn)一步的改進(jìn)和創(chuàng)新，相關(guān)的人員都應(yīng)當(dāng)對(duì)其予以充分的重視，本文也對(duì)此提出了分析和探討，為進(jìn)一步的深入研究提供參考。