浅谈电子元器件的二次筛选

浅谈电子元器件的二次筛选

【摘要】元器件二次筛选指的是当元器件生产厂商进行的筛选不能满足用户应用要求时，由使用方或其委托单位在元器件生产厂商筛选基础上进行的筛选，是对元器件生产厂商筛选工作的补充和验证。二次筛选是针对不同的失效模式，进行一些试验以剔除早期失效产品，能够有效地提高系统的整体可靠性，因而使用十分广泛。本论文首先介绍二次筛选的原因及其适用范围，进而提出质量控制的概念、四种常用的元器件的二次筛选方法以及其发展方向。

【关键词】二次筛选；质量

1.电子元器件的二次筛选

1.1 进行二次筛选的原因

元器件二次筛选指的是当元器件生产厂商进行的筛选不能满足用户应用要求时，由使用方或其委托单位在元器件生产厂商筛选基础上进行的筛选，是对元器件生产厂商筛选工作的补充和验证。

进行二次筛选的原因，是在元器件的生产过程中由于人为的因素或原材料、工艺条件、设备条件的波动，最终生产出的产品不可能全部达到预期的固有可靠性水平，在一批成品中总有一部分产品存在各种潜在缺陷，其寿命远远低于产品的平均寿命，这种提前失效的产品称为早期失效产品。二次筛选就是针对不同的失效模式，进行一些试验以剔除早期失效产品，能够有效地提高系统的整体可靠性，因而使用十分广泛[1]。

1.2 二次筛选的适用范围

二次筛选主要适用于下列四种情况的元器件：

（1）元器件生产厂商并没有对元器件实施初步筛选，或者是筛选的步骤并不规范；

（2）已经实施“一次筛选”步骤的生产元器件厂商，由于工艺或者水平的限制，不符合使用者的高质量需求；

（3）元器件生产厂商的筛选条件无法满足使用者对器件特殊要求的筛选项目；

（4）使用者可能对元器件生产厂商的筛选及其有效性提出质疑，期望对元器件的质量进行验证。

1.3 二次筛选应注意的问题

电子元器件在进行二次筛选时应注意以下几个问题。

（1）应实行100%的筛选。这样才能最大限度地剔除存在有某种失效模式的电子元器件。

（2）对电子元器件进行有选择性的筛选。例如：继电器需要作触点抖动试验，而电阻不需要；抗幅照能力的考核对宇航电子设备是必须考虑的。

（3）对由于手段问题不能进行筛选的元器件，须采取其它的控制方式来保证其质量。例如在使用的电路上进行一些试验。

（4）考虑到二次筛选的局限性，必须严格控制它的失效率（PDA）。

二次筛选有多种手段，每一种手段都针对着一定的失效模式，有些手段对其针对的失效模式的剔除率还很高，但一般说来，绝对做不到百分之百。现有的各种筛选规范、标准都规定了合格判据即项目的筛选失效率（PDA），超过此值则整批不用。

二次筛选的项目及其应力选择应是针对着产品的使用要求来制订的，制定出来的筛选要求，既不能过严，也不能过松。筛选要求太严，会淘汰能满足产品使用需要的元器件，加大筛选成本和元器件使用成本，在特定情况下，可能还会对元器件造成损伤，反而留下了质量隐患；筛选要求太松，则会使一些不满足产品使用要求的元器件顺利通过筛选关，从而降低了产品的可靠性水平。所以必须选择合适的筛选项目及应力要求。它直接关系到电子产品的质量可靠性问题。

2.电子元器件二次筛选的质量控制

2.1 进行高效率的失效分析

元器件的失效分析是通过对失效元器件进行解剖分析，并采用物理和化学等技术手段找出其失效机理，提出改进办法，从而提高元器件的可靠性。失效分析既要从本质上研究元器件自身的不可靠因素，又要分析研究其工作条件、环境应力和时间等因素对器件发生失效所产生的影响。

失效分析是一门新兴的分析元器件的技术，大体可以分为失效分析和良品分析两种。主要对十分关键的大规模集成电路在使用之前实施失效分析。国内外失效分析资料均表明，有相当多的元器件失效并非由于元器件本身的固有可靠性不高，而是由于使用者对元器件选择不当或使用有误。因此，元器件失效分析结果，既可以反馈给生产方以改进设计和工艺，还可以对制定元器件的二次筛选条件起指导作用。

2.2 元器件的质量责任控制

实施落实责任制度，对整机中所采用的电子元器件各种相关参数的质量进行问责制度。在采购相应元器件的时候，应该着重考虑信誉较好、质量有保证的公司或者生产厂商进行合作，避免影响设计系统的整体性能。对厂商的选择还可以通过对平时进行日常工作中的电子元器件质量数据积累的分析进行，从这些积累的数据中也能问接地反映出生产厂家及其产品的生产质量、工艺和管理水平。必要时还应对生产厂家进行有关质量调研或质量认证，以保证电子元器件的质量控制。

3.常用电子元器件的二次筛选

3.1 集成电路的二次筛选

由于整机产品的质量与可靠性需求，集成电路器件的二次筛选虽起步较晚但发展很快，大多数器件在装机前进行了二次筛选，有效地控制了器件的上机质量。由于大规模集成电路的使用以及表贴元件的普及，二次筛选又有了新的问题，主要涉及测试程序、器件夹具、筛选设备、表面贴装要求、可焊性等因素的限制，使这些器件的二次筛选困难较大。

3.2 微波器件的二次筛选

微波器件主要包括有源器件和混合器件等。这些器件的二次筛选尚未全面开展，如微波晶体管，由于结构的特殊性，以及对测试电路、仪器设备诸因素的要求较高，因此很难找到进行二次筛选的有效办法。

对无源器件，如隔离器、衰减器、环行器等以及集成微波组件等，为确保装机质量，大都采取委托生产厂商进行二次筛选。这种做法即经济又符合实际情况，可减轻供需双方的资源浪费，同时达到筛选目的[2]。

3.3 半导体分立器件的二次筛选

国内军工单位主要使用半导体的分立器件，对这种器件的二次筛选也已经进行了很长时间的探索。根据整机使用的环境和可靠性要求，参照国军标、企军标有关电子元器件的试验条件及方法并经适当裁剪后，制定了相应的元器件二次筛选规范，使半导体分立器件的二次筛选工作有据可循。

半导体分立器件中的高频、微波器件，由于性能、结构的特殊性，以及受检测设备、老化设备等各种因素影响，未能进行行之有效的二次筛选工作。

4.总结

二次筛选作为提高元器件使用可靠性的手段，发挥着重要和特殊作用，在目前和今后一段时期内将继续保留，它的作用已被多数整机生产厂所认可。随着国内电子行业的发展，我们应该不断研究新的电子元器件二次筛选方法，为元器件使用的可靠性提供重要保障。