元器件二次筛选试验指南

附录D

元器件二次筛选试验指南

D1 筛选与二次筛选试验的基本概念

D1.1 筛选试验的定义与目的

筛选试验是指为选择具有一定特性的产品或剔除早期失效的产品而进行的试验。本《指南》提出的筛选试验主要是指剔除早期失效的产品而进行的试验。它是一种对产品进行全数检验的非破坏性试验，通过按照一定的程序施加环境应力，激发出产品潜在的设计和制造缺陷，以便剔除早期失效产品，降低失效率。元器件的筛选一般应由元器件生产方按照军用电子元器件规范或供需双方签定的合同进行。一般将元器件生产方进行的筛选称为“一次筛选”，如果当“一次筛选”的技术条件不能完全满足使用方对元器件的质量要求时，使用方或其委托单位可以进行再筛选以补充生产方筛选的不足。一般将使用方或委托单位进行的筛选称为“二次筛选”或称“补充筛选”。即二次筛选是指已采购的元器件在“一次筛选”试验没有满足使用方规定的项目要求的技术条件时，由使用方进行的筛选。元器件的“一次筛选”和“二次筛选”的目的与试验方法基本相同，但应强调“二次筛选”应是在“一次筛选”的基础上剪裁而成的。

筛选试验一般是对元器件成品而进行的，但也可以在生产过程中对元器件的半成品进行，例如，质量保证等级较高的半导体器件封帽前的非破坏性键合拉力试验、内部目检等筛选都属于半成品筛选。

在一定条件下，虽然二次筛选是提高元器件批质量的有效措施之一，但它也有其局限性和风险性，并不是所有的元器件都要进行二次筛选，也不能把二次筛选看作是任何情况下都是必须的，根据国外的经验只有少数采购不到高质量等级的元器件才需要进行二次筛选。因为筛选只能提高批产品的使用可靠性，不能提高产品的固有可靠性。也就是说，产品的固有可靠性是设计进去的，制造出来的，而不是筛选出来的。因此，在选择元器件时，应根据整机、设备的质量与可靠性要求，选择相应的高质量等级的元器件。特别是电子整机、设备的关键件、重要件，一定要选择最高质量等级的元器件。

为有效剔除有缺陷的元器件，减少系统或设备的早期失效，本《指南》主要提出了对军用电子元器件成品进行二次筛选试验的基本原则、要求、项目和方法供参考。

D1.2 二次筛选的适应范围

二次筛选 (或补充筛选)主要适用于下列四种情况的元器件：

a. 元器件生产方未进行“一次筛选”，或使用方对“一次筛选”的项目和应力不具体了解的；

b. 元器件生产方已进行了“一次筛选”，但“一次筛选”的项目或应力还不能满足使用

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方对元器件质量要求的；

c. 在元器件的产品规范中未作具体规定、元器件生产方也不具备筛选条件的特殊筛选项目；

d. 对元器件生产方是否已按合同或规范的要求进行了“一次筛选”或对承制方“一次筛选”的有效性有疑问需要进行验证的元器件。

以上a、b、c三种情况元器件的二次筛选(补充筛选)是很难用其它措施替代的。对于情况d则除了进行二次筛选(补充筛选)外，还可采取对元器件生产方“一次筛选”进行监督等措施来替代二次筛选(补充筛选)。

D2 筛选试验方法及筛选项目的确定

D2.1 筛选试验方法

筛选试验可分为常规筛选(如密封性筛选)和特殊环境筛选(如抗辐射、盐雾等)。本《指南》主要介绍常规筛选方法。常规筛选方法主要有如下几种：

a. 检查筛选

检查筛选可采取镜检、红外线筛选、X射线筛选。红外线筛选可以剔除体内或表面热缺陷严重的器件，X射线筛选主要用于检查管壳内有无外来物和装片、键合或封装工序的缺陷以及芯片裂纹。

b. 密封性筛选(如气泡法、氦质谱仪法、放射性气体、示踪检漏法)，用于剔除管壳及密封工艺中所在的缺陷（如裂纹、微小漏孔、气孔以及封装对位欠佳）。

c. 环境应力筛选(如振动加速度、冲击加速度、离心加速度、温度循环和热冲击等)；

d. 寿命筛选(高温贮存、低温贮存、老练筛选、精密筛选、线性判别)；

e. 电测试筛选(对晶体管的补充手段)。

在实际中也常采用物理筛选(非破坏性的)和老练筛选(破坏性的)相结合的方式进行。老练筛选效果好但成本高，物理筛选虽成本低，但效果差。

D2.2 筛选的有效性与筛选项目及条件

D2.2.1 筛选的有效性

根据以往产品筛选的试验数据积累，确定对剔除早期失效品筛选有效（在非破坏性应力作用下，淘汰率较高的）的试验项目。对筛选淘汰率极低或根本不能把有缺陷产品筛选出来的试验项目应不列入筛选试验中。评价一个筛选方案是否有效，可以用筛选效果和筛选淘汰率等指标来衡量，而筛选的有效性又主要取决于筛选项目和应力的选取是否合理，要获得完全理想的筛选效果绝非易事。同样要获得筛选效果的数据也需要做大量的摸底试验，人们经过大量的实验积累了丰富的经验，现已对这些实践经验进行了总结，形成了标准。因此一般产品均根据其质量与可靠性保证等级所规定的筛选要求进行筛选，但当某种产品经筛选后经常出现质量一致性检验不合格时，则应考虑采用的筛选方案是否合适。

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D2.2.2 筛选试验的应力的确定原则

筛选试验的应力条件首要是非破坏性的，即通过筛选不能对产品的质量与可靠性产生影响，但试验应力也不能偏低，低了起不到筛选作用。原则上，确定筛选项目和应力条件应依据相应的标准。对于新研制的元器件产品，筛选试验应力的大小可通过摸底试验或类似产品的现场使用信息来确定。选择筛选应力的主要原则是：

a. 筛选应力类型应选择能激发早期失效的应力，根据不同产品所掌握的信息及失效机理来确定；

b. 筛选应力应以能激发出早期失效为宗旨，使产品各种隐患和缺陷尽快暴露出来；

c. 筛选应力不应使正常产品失效；

d. 筛选应力去掉后，不应使产品留下残余应力或影响产品的使用寿命；

e. 应力筛选试验持续时间应以能充分暴露早期失效为原则。

表D2-1是集成电路常见的缺陷与主要筛选试验项目的相关性分析。

表D2-1 主要筛选项目与缺陷关系

D3 基本要求

D3.1 标准适用于元器件的要求

对产品进行筛选试验时，应根据产品的总规范中的要求来选择试验项目。以下是几种主要的试验方法及元器件的适用范围。GJB360A－96(电子及电气元件试验方法)适用于电阻器、

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