電子元器件的二次篩選及可靠性分析

劉江濤 李國良

（某部駐青島地區(qū)代表室，山東 青島 226611）

電子產(chǎn)品在新時(shí)期的使用頻率較高，這就給相關(guān)加工制造行業(yè)帶來了良好的發(fā)展機(jī)遇。目前，各個(gè)企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者都在積極研究如何提升工作質(zhì)量。這需要先了解電子產(chǎn)品的基本組成結(jié)構(gòu)，做好相應(yīng)的檢查和篩選工作。據(jù)了解，電子產(chǎn)品的組成結(jié)構(gòu)包括：電子元件和小型的儀器。其中，電容、晶體管、電阻等，都被統(tǒng)稱為電子元器件。[1]企業(yè)會安排專業(yè)工作人員負(fù)責(zé)做好對這些元器件的一次及二次篩選工作，并對元器件的可靠性進(jìn)行綜合分析，從而全面保障電子產(chǎn)品的使用質(zhì)量及安全性能達(dá)標(biāo)。

1 電子元器件二次篩選工作的主要內(nèi)容及作用

1.1 主要工作內(nèi)容

進(jìn)行電子元器件的篩選工作時(shí)，應(yīng)當(dāng)先區(qū)分好一次篩選和二次篩選的工作差異，從中確定工作重心，規(guī)范工作流程。實(shí)際上，進(jìn)行篩選工作需要在保證不破壞元器件自身形態(tài)、功能的前提下，對元器件的質(zhì)量進(jìn)行仔細(xì)的檢查，旨在綜合判斷元器件是否可以投入到使用環(huán)節(jié)中。而其中的二次篩選工作通常要建立在一次篩選的基礎(chǔ)上，二次篩選的根本目標(biāo)是檢驗(yàn)出一次篩選時(shí)是否有遺漏之處，對篩選結(jié)果的可靠性作進(jìn)一步的驗(yàn)證。工作具體內(nèi)容是：淘汰已經(jīng)失效的元器件，并記錄淘汰的數(shù)量、種類，綜合統(tǒng)計(jì)元器件的檢驗(yàn)合格率。注意選擇合適的篩選方法，規(guī)范化的管理工作進(jìn)程，并建立完善的質(zhì)量管理機(jī)制，為發(fā)揮電子元器件的最大使用價(jià)值奠定良好的基礎(chǔ)。

1.2 工作的價(jià)值作用

據(jù)了解，大多數(shù)的元器件都存在發(fā)生故障的概率，這個(gè)概率會隨著元器件存放時(shí)間、使用情況的變化而發(fā)生改變。在使用元器件之前，科學(xué)地運(yùn)用二次篩選知識，加大篩選力度，提升篩選工作水平，可以及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)元器件在造型設(shè)計(jì)、原材料質(zhì)量等方面存在的問題，及時(shí)剔除這些有問題的元器件之后，就能為電子設(shè)備的使用安全提供必要保障。而且，二次篩選工作的適用范圍比較廣，對任何型號的電子元器件進(jìn)行質(zhì)量檢查時(shí)，都可以進(jìn)行二次篩選。此外，元器件的篩選是一個(gè)復(fù)雜的過程，當(dāng)工作人員能夠合理掌握二次篩選技術(shù)的操作方法后，就可以有效提升電子元器件的固有可靠性和使用可靠性?；诖耍鱾€(gè)企業(yè)在進(jìn)行電子產(chǎn)品的加工工作時(shí)，都會專項(xiàng)設(shè)置篩選檢查的環(huán)節(jié)，安排專業(yè)工作人員負(fù)責(zé)編制篩選計(jì)劃、執(zhí)行篩選任務(wù)，以此來滿足市場對電子產(chǎn)品的質(zhì)量要求，帶動行業(yè)的可持續(xù)健康發(fā)展。

2 電子元器件二次篩選工作的應(yīng)用范圍及常用技術(shù)方法

在決定落實(shí)二次篩選任務(wù)時(shí)，還要根據(jù)常見的電子元器件種類進(jìn)行分類篩選，確定不同元器件的篩選工作側(cè)重點(diǎn)，選擇合適的技術(shù)方法來解決篩選檢查的難題。

2.1 二次篩選工作范圍

2.1.1 篩選半導(dǎo)體分立器件

半導(dǎo)體二極管、三極管及相關(guān)的特殊器件都被稱為分立器件，這些器件一般安裝在導(dǎo)體和絕緣體中間，在國內(nèi)的軍工電器上使用頻率較高，是工作人員要運(yùn)用二次篩選技術(shù)著重檢查的一種器件。一般應(yīng)從電子產(chǎn)品的整機(jī)使用需求和設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境等方面進(jìn)行綜合分析，提前針對半導(dǎo)體的分立器件給出篩選檢查的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)逐一排查同一批次中的器件是否存在質(zhì)量不合格的問題，出具篩選報(bào)告后，才能將元器件投入到使用過程中。

2.1.2 篩選微波器件

二次篩選技術(shù)還可以用于檢查微波器件的質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，通常人們會將混合器件、有源器件歸類為微波器件。由于不同微波器件的使用功能不同，實(shí)際的篩選重心也有較大的差異，需要工作人員引起重視。比如，進(jìn)行微波晶體管的二次篩選工作時(shí)，應(yīng)結(jié)合元器件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材質(zhì)特征和人們對該元器件的使用需求，給出基礎(chǔ)篩選指標(biāo)，選用合適的篩選方法。如果篩選工作難度較大，注意著重提升人才的工作素質(zhì)及能力，或者可以考慮將篩選工作委托給第三方來完成。

2.1.3 篩選集成電路

電子產(chǎn)品的共性特征就是需要通電運(yùn)行，有些便攜式的產(chǎn)品可以安裝蓄電池來為設(shè)備供應(yīng)電能。所以，在有序展開二次篩選工作時(shí)，還要著重完成對集成電路的質(zhì)量篩選任務(wù)。目前，我國集成電路的二次篩選工作存在起步晚的問題，要鼓勵相關(guān)工作人員主動總結(jié)個(gè)人工作經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化篩選流程，提升工作質(zhì)量及效率。實(shí)踐表明，在集成電路篩選環(huán)節(jié)中，使用效果相對較好的就是DPA 分析法，能檢查出電路的可焊性、通用性是否達(dá)標(biāo)?；疽笫牵喝瞬艖?yīng)主動學(xué)習(xí)相關(guān)技術(shù)，掌握靈活運(yùn)用專業(yè)技術(shù)解決實(shí)際難題的方法。

2.2 常用的篩選技術(shù)方法

根據(jù)篩選時(shí)元器件種類的不同，可以使用的技術(shù)方法也存在較大差異。比如，常規(guī)進(jìn)行外觀質(zhì)量篩選工作時(shí)，大多以基礎(chǔ)的目檢法為主，也可以配套使用專業(yè)儀器進(jìn)行鏡檢篩選，以此來降低篩選工作壓力，提高工作效率。[2]如果電子產(chǎn)品的運(yùn)行環(huán)境具有特殊性，要根據(jù)環(huán)境特點(diǎn)布置元器件的二次篩選任務(wù)。包括耐高溫能力測試、振動檢測、密封性檢測等。與此同時(shí)，要通過技術(shù)手段估算元器件的存儲壽命和使用壽命，還要規(guī)范化的展開電測試工作。新時(shí)期，在科技信息技術(shù)水平不斷提高的當(dāng)下，工作人員正在嘗試使用智能化技術(shù)來完成二次篩選工作的可行性，以此來滿足與時(shí)俱進(jìn)的發(fā)展目標(biāo)。

3 電子元器件的可靠性及相關(guān)影響因素

3.1 電子元器件的可靠性

上文中提到，電子元器件的可靠性分為兩大類，一類是固有可靠性，一類是使用可靠性。固有可靠性主要指的是：元器件在生產(chǎn)過程中基于所使用的生產(chǎn)技術(shù)、原材料產(chǎn)生的可靠性，能為元器件的存儲安全提供必要保障。通常一種元器件的技術(shù)參數(shù)、外形特點(diǎn)、物理數(shù)據(jù)都是保證其具備固有可靠性的關(guān)鍵所在。不過，不同用途下人們對固有可靠性的參數(shù)要求有較大差異，需要合理調(diào)整二次篩選檢查工作的指標(biāo)。而使用可靠性指的是元器件在投入使用過程中，人才對元器件是否會出現(xiàn)漏電故障、功能異常等問題的一個(gè)分析過程，當(dāng)元器件的使用安全系數(shù)達(dá)標(biāo)后，就表示元器件的可靠性符合要求。

3.2 影響可靠性的主要因素

要滿足可靠性要求，需要從根本上找出會影響元器件可靠性的因素，采取相應(yīng)的防范管理對策。實(shí)際上，任何高精密的電子元器件在投入使用時(shí)都有可能存在缺陷。一般缺陷問題分為早期、中期、后期三個(gè)階段，要求工作人員從浴盆曲線的角度分析問題，找到會引發(fā)缺陷的根源。例如，環(huán)境溫度過高，電子產(chǎn)品機(jī)身過熱，就會導(dǎo)致內(nèi)部元器件溫度升高，進(jìn)而引發(fā)過熱反應(yīng)。與此同時(shí)，當(dāng)電子產(chǎn)品之間的擺放距離過近，也會引發(fā)輻射、傳導(dǎo)現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致熱耦合，影響設(shè)備的可靠性。[3]

此外，如果元器件的前期設(shè)計(jì)方案就不合理，也會直接造成產(chǎn)品缺少可靠性的問題。但很多工作人員都沒有提前分析設(shè)計(jì)方案的可行性，一味依靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行電子元器件的生產(chǎn)制造工作，這不僅會浪費(fèi)生產(chǎn)成本，還會影響元器件的使用價(jià)值。上述這些都是相關(guān)企業(yè)在發(fā)展進(jìn)程中容易遇到的重點(diǎn)及難點(diǎn)問題，需要及時(shí)研究解決問題的對策。

4 提升電子元器件二次篩選工作質(zhì)量的方法及注意事項(xiàng)

在完成可靠性分析工作后，工作人員都開始意識到進(jìn)行二次篩選工作的重要性，正在積極主動地研究如何提升篩選工作的質(zhì)量及水平。

4.1 確認(rèn)工作的條件及內(nèi)容

基于二次篩選工作的流程較為復(fù)雜，工作難度也比較大，為了發(fā)揮出這項(xiàng)工作的重要作用，一般應(yīng)當(dāng)在工作開始之前確認(rèn)工作條件，并合理為人員分配具體的工作任務(wù)?；緱l件就是要保證二次篩選檢查工作流程的嚴(yán)謹(jǐn)性、結(jié)果的真實(shí)性和完整性能達(dá)標(biāo)。通常企業(yè)會提前確定篩選時(shí)要使用的方法，對工作人員進(jìn)行技術(shù)交底，做好充足的前期準(zhǔn)備工作后，再按照規(guī)定的流程完成每一步篩選任務(wù)。以集成電路的質(zhì)量檢測為例，要先進(jìn)行一次篩選，初步篩選大多以抽檢為主，得出結(jié)果后，再由工作人員進(jìn)行精細(xì)化的二次篩選。二次篩選時(shí)，應(yīng)根據(jù)被檢測對象的性質(zhì)特點(diǎn)來優(yōu)化篩選方案。[4]比如，應(yīng)進(jìn)行高溫測試、低溫測試、絕緣測試和通電效果的測試，全面分析集成電路的使用質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)。要注意將篩選工作的結(jié)果詳細(xì)地記錄下來，這樣在后續(xù)出現(xiàn)爭議時(shí)，可以結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)來分析引發(fā)問題的原因，以此來全面提升工作質(zhì)量及效果。

4.2 規(guī)范有序地進(jìn)行失效分析

在優(yōu)化電子元器件的二次篩選方案時(shí)，工作人員必須要意識到：提升工作質(zhì)量是為了讓電子元器件的使用價(jià)值得到顯著的提升，這對于帶動相關(guān)行業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，保證電子產(chǎn)品的使用安全有積極的促進(jìn)作用。針對這個(gè)要求，目前很多技術(shù)人員都在研究落實(shí)失效分析任務(wù)的可行性。實(shí)際上，失效分析的著力點(diǎn)有兩個(gè)方面：一是進(jìn)行良品分析；二是進(jìn)行失效原因的綜合分析，最終的分析結(jié)果將決定電子元器件的可靠性變化情況。

一般失效分析主要用于元器件的調(diào)試環(huán)節(jié)中，要保證這項(xiàng)工作具有規(guī)范有序的特點(diǎn)，就要完成以下幾項(xiàng)任務(wù)：首先，應(yīng)從以往的工作經(jīng)驗(yàn)中找出哪些流程可以被簡化。其次，要確定失效分析的參考指標(biāo)，當(dāng)涉及更新指標(biāo)的問題時(shí)，要提前公布指標(biāo)，保證工作人員能夠統(tǒng)一完成對電子元器件的篩選和分析工作。[5]最后，應(yīng)著重對工作中發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題的元器件進(jìn)行失效分析，判斷其是否需要進(jìn)行報(bào)廢處理。

4.3 建立質(zhì)量管理機(jī)制

即便是在信息化時(shí)代下，開展電子元器件的二次篩選工作時(shí)，也要依托人才的力量?；诖?，為了保證人才的工作素質(zhì)、行為能符合管理規(guī)定，企業(yè)在組建專業(yè)人才隊(duì)伍，進(jìn)行人才選拔和管理工作時(shí)，應(yīng)結(jié)合基本工作需要，完成對質(zhì)量管理體系的建設(shè)工作，提高工作的權(quán)威性和公平性，保證員工能自覺遵守管理規(guī)定。現(xiàn)階段，比較常見的方法就是設(shè)置績效管理機(jī)制，采用獎勵和懲罰相結(jié)合的方式，約束員工的工作行為，激發(fā)其工作熱情。但這需要先根據(jù)崗位職能特點(diǎn)分配工作任務(wù)，避免在遇到工作問題時(shí)出現(xiàn)職能分不清的情況，這會導(dǎo)致員工之間相互推卸責(zé)任，影響企業(yè)內(nèi)部的和諧與穩(wěn)定。除此之外，企業(yè)應(yīng)專項(xiàng)針對電子元器件建立質(zhì)量的管理機(jī)制，為每一批通過檢測的元器件出具質(zhì)量合格證明，這樣受眾才會主動購買并使用相應(yīng)的元器件。

4.4 提升工作質(zhì)量的注意事項(xiàng)

在加工、采購和使用電子元器件之前，都會由專業(yè)人員組織開展一次篩選檢查工作，如何在簡化工作流程的基礎(chǔ)上，提升工作質(zhì)量，已經(jīng)成為各個(gè)專業(yè)人才要考慮的重點(diǎn)問題。

在實(shí)際工作時(shí)，要遵守的具體注意事項(xiàng)有：首先，要從人為因素、外部環(huán)境因素、元器件自身因素三個(gè)角度分析問題，保證全面思考問題后，確定篩選檢查工作的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)。其次，在二次篩選時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)了問題，需要先排查是否出現(xiàn)了極性接反的情況，并要規(guī)范化地完成對電壓、電流的測試，排查靜電問題、高溫問題會對元器件造成的不良影響，綜合評估元器件的可靠性。如果是生產(chǎn)企業(yè)，則要根據(jù)評估情況考慮能否進(jìn)一步優(yōu)化元器件的功能，提升其可靠性，避免元器件無法銷售到市場中。如果是購買者，則要重新考慮與其他供貨商建立合作關(guān)系。此外，二次篩選工作中可以使用的技術(shù)方法有很多，具有多元化的特點(diǎn)，要融入創(chuàng)新意識，找到科學(xué)處理二次篩選難題的可行對策。

5 結(jié)語

在篩選檢查環(huán)節(jié)中增加二次篩選的項(xiàng)目，可以從根本上提升篩選工作的質(zhì)量及效率，讓篩選結(jié)果具有真實(shí)可信的特點(diǎn)?；诖?，工作人員開始著重意識到二次篩選的作用，決定優(yōu)化篩選技術(shù)方法，簡化篩選流程，降低篩選難度。但這項(xiàng)工作有一定的開展難度，需要保證工作人員的專業(yè)素質(zhì)及能力符合要求，還要由企業(yè)提前根據(jù)電子產(chǎn)品的實(shí)際使用需求給出具體的篩選指標(biāo)，在確認(rèn)工作條件、合理分配工作內(nèi)容、建立完善管理機(jī)制的前提下，保證規(guī)范有序的完成基礎(chǔ)篩選檢查任務(wù)，真正提升篩選工作的質(zhì)量及效果，推動新時(shí)期元器件篩選工作的穩(wěn)步開展。