電子元器（qì）件（jiàn）老煉篩選方法
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發布日期： 2021.05.20
引言
元器件是電（diàn）子設備和（hé）係統的基（jī）本單元，為提高係統的可靠性，必須保證元器件的可靠性，元器件失效率隨時間變化的過程可以（yǐ）用“浴盤曲線”（圖1）描述，早期（qī）的（de）失效率隨時間的增加而迅速下降，使用壽命期內失效率基本不變，老煉篩選過程就是通過對元器（qì）件進行100%的非破壞性篩選試驗（yàn），剔除（chú）具有潛在缺陷的早期失效產品，使其盡快（kuài）度過浴盆曲線的（de）早期失效階段，將失效率降低到可接受水平，同時剔除失效的元器件（jiàn）。
程實踐證明，老煉篩選是軍用電子設備使用可（kě）靠（kào）性保證的重要環節。采取積極主動的工藝手段（duàn），對（duì）元器件施加適當應力，使其潛在的缺陷激發，提前（qián）暴露隱患，能夠達到提高產品質（zhì）量（liàng）的目的。
1、元器件失效模式
元（yuán）器件製（zhì）造工序繁多，難免會因為工藝缺陷或誤差而引起失效。為了取得良（liáng）好的篩選效果，必須了解電子元器件的失效模式和機理，以便選（xuǎn）用有效的篩選方法，製定準確的篩選條件和失效判據。
元器件失效（xiào）模式主要有封（fēng）裝（zhuāng）失效和（hé）電（diàn）性能失效。封裝失效主要依靠環境應力篩選來檢測。在正（zhèng）常情（qíng）況下是通過在（zài）檢測時施加一段（duàn）時間的環境應力後，對外觀（guān）進行檢查（主要是境（jìng）檢，根據元器件（jiàn）的質（zhì）量要求，采用放大10倍元器件外（wài）觀進行檢測，也可以根據需要進行紅外、X射線檢查、氣密性篩選），當有特殊需求時，可以增加一些DPA
（破壞（huài）性物理分析）測試，這些篩選項（xiàng）目對電性能失效不會產（chǎn）生（shēng）觸發效果。
電性能失效可以分為（wéi）連接性失效、功能性失效和電參數失效。連結性失效指開路、短路（lù）以及電阻值大小的變化，這類失效（xiào）在元器件失效（xiào）中占較大的比例。在元器件篩選測試過程中，由於電（diàn）應力所引起的大多為連結性失效。當連結性失效模式（shì）被特定（dìng）的篩選條件（jiàn）觸發時，往往出現（xiàn）的現象為元器件封（fēng）裝塗覆發生鏽蝕、外殼斷裂、引線熔（róng）斷、脫落或者與其它引線短路。但有時並不全（quán）表（biǎo）現為（wéi）連（lián）結性故障，而表現為鍵和強度不夠、金屬疲勞等，這樣的連（lián）結（jié）性失效可以引發功（gōng）能性失效和電（diàn）參數失效，需（xū）要通過（guò）功能性和電參數檢測才能發現。電路的功能性失（shī）效和電（diàn）參數失效被特定的篩選條件觸發時，出現的現象為某些特定的功能失效、電參數超差（chà）等。
2、元器件老煉篩選方法
針對元器件失效模式，常規篩選方法一般包括:
1）檢查篩選
目檢篩選和鏡檢篩選:這（zhè）種方法簡單而高效，對檢查器（qì）件表麵的各類缺陷，觀察內部引線鍵合、芯片（piàn）焊接、封裝缺陷等都十分有效（xiào）。鏡檢主要（yào）有光學顯微鏡、掃描（miáo）聲學顯微（wēi）鏡和掃描電子顯微鏡，其他還有X射線和紅（hóng）外顯微鏡等篩選技術。
2）功率老化篩選
功率老化通過對器件（jiàn）施加過電應力，促（cù）使早期失（shī）效器件存在的潛在缺陷盡快暴露（lù）而被剔除，它能有效地剔（tī）除器件生產過程中產生的工藝缺陷，金屬（shǔ）化膜過薄及劃傷等。它可以分為直流偏壓和脈衝功率老化。
3）密封性篩選
密封篩選是（shì）檢查器（qì）件內部是否有封裝時殘留的氣（qì）氛或由於（yú）密封性不良（liáng）而滲透的水汽，它可以分（fèn）為氣泡（pào）篩選、浸液檢漏篩選、氦質譜儀檢漏篩選和放（fàng）射性篩選等。
4）環境應（yīng）力篩選
環（huán）境應力篩選是（shì）通過對產品施加合理的環境應力，將其（qí）內部的（de）潛（qián）在缺（quē）陷加速變成故（gù）障（zhàng），並通過檢驗發現和排除的過程。對於電子產（chǎn）品，通常選用恒（héng）定高溫（wēn）、溫度衝擊（jī）、溫度循環、隨機振動、掃頻振動、衝擊，還有高（gāo）低溫循（xún）加振動等作為典型的環境篩（shāi）選應力。特殊的環境應力篩選還包括鹽霧篩選、低氣壓（yā）篩選、黴菌篩選（xuǎn）和（hé）光輻射篩選等。不同（tóng）的環（huán）境篩選應力的篩選效果是不同的，環境（jìng）篩選（xuǎn）有效性（xìng）示意圖川，如圖2所示。此外，在常（cháng）規應力篩選的基礎上，國內外又發展了HAST技術（如東莞（wǎn）市草莓视频网站環境檢測儀器有限公司（sī）就是HAST試驗箱生產廠家（jiā），可定製HAST試驗箱的規格要求）。
3、元器件老煉篩選方法的實現
1）外觀檢查:用10倍放大鏡檢查外形、引線及材料有無（wú）缺（quē）陷。
2）溫度循環:在（zài）高低溫循環試驗箱內使元器件交替暴露在規定的極限高溫和（hé）極限低溫下，連續承受規定條件和規定（dìng）次數的循環，由冷到熱或由熱到冷的總轉移時間不超過1 min，保持時間不小於10 min。
3）高溫貯存:在非工作狀態下，按（àn）照國家標準規定的壽命試驗（yàn）要求，使（shǐ）元器件放置高低溫試驗（yàn）箱在規定的環境條件下（xià）（通常是溫度）存儲規定的時間。
4）電（diàn）功率老煉:被篩選的器件一般加額定（dìng）功率，溫度基本恒定，老煉功率按元器件各自（zì）規定的條件（jiàn）選（xuǎn）取（見GJB128A方法1038-1042、GJB548A方法1015A）。
5）密封性試驗:針對有空腔的元器件，先細檢漏，後粗檢漏，內腔體積大於1 cm3 僅要求做粗檢漏。
6）電參數測試（shì）（包括耐壓或漏電流等測試），按（àn）產品技（jì）術規範合同規定（dìng）進行。
7）功能性（xìng）測試:按產品技術規範合同規定進行。
4、結束語
元器件（jiàn）級（jí）的篩選在我國已進行了30多年，目前（qián），仍按有關篩選標準及型號產品專用規範進行元器件篩選。長（zhǎng）期工程實踐（jiàn）表明，元器件老（lǎo）煉篩選具（jù）有限度節約費用的潛力，也是保證整機可靠性的基礎。
