電子元器件老煉篩選方法
作者：
網絡
編輯：
瑞(rui)凱儀器
來源：
網絡
發(fa)布(bu)日期： 2021.05.20
引(yin)言
元(yuan)器件(jian)(jian)是電子設備和系(xi)統的(de)(de)(de)(de)基本單(dan)元(yuan)，為(wei)提(ti)高(gao)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)可靠性，必須保(bao)證(zheng)元(yuan)器件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)可靠性，元(yuan)器件(jian)(jian)失(shi)效(xiao)(xiao)率隨(sui)(sui)時間變化(hua)的(de)(de)(de)(de)過程可以用“浴盤曲(qu)線”（圖1）描(miao)述，早期的(de)(de)(de)(de)失(shi)效(xiao)(xiao)率隨(sui)(sui)時間的(de)(de)(de)(de)增加而迅速(su)下降(jiang)，使(shi)用壽命(ming)期內(nei)失(shi)效(xiao)(xiao)率基本不變，老煉篩(shai)選過程就(jiu)是通過對元(yuan)器件(jian)(jian)進行100%的(de)(de)(de)(de)非破(po)壞(huai)性篩(shai)選試驗，剔除具有(you)潛在缺陷的(de)(de)(de)(de)早期失(shi)效(xiao)(xiao)產(chan)品，使(shi)其盡快度過浴盆曲(qu)線的(de)(de)(de)(de)早期失(shi)效(xiao)(xiao)階(jie)段，將失(shi)效(xiao)(xiao)率降(jiang)低到可接受水平，同時剔除失(shi)效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)元(yuan)器件(jian)(jian)。
程實踐證明，老煉篩選(xuan)是軍用電子設(she)備使(shi)用可靠性(xing)保證的(de)重要環(huan)節。采取積極主動的(de)工藝(yi)手段，對元器件施加適當應力，使(shi)其潛(qian)在的(de)缺陷激發(fa)，提前暴露(lu)隱患，能夠達(da)到提高產品質(zhi)量的(de)目的(de)。
1、元器件(jian)失效模式
元器件制(zhi)造(zao)工(gong)序(xu)繁(fan)多，難(nan)免會(hui)因為(wei)工(gong)藝缺陷或(huo)誤差而引起失效(xiao)。為(wei)了(le)取(qu)得良好的篩(shai)選效(xiao)果，必須了(le)解(jie)電子元器件的失效(xiao)模式和機理(li)，以便選用有效(xiao)的篩(shai)選方法，制(zhi)定準確的篩(shai)選條(tiao)件和失效(xiao)判據。
元(yuan)器件(jian)失效(xiao)模式主要有(you)封裝失效(xiao)和電(dian)性(xing)(xing)能失效(xiao)。封裝失效(xiao)主要依靠(kao)環境(jing)應力篩(shai)選(xuan)(xuan)來檢(jian)(jian)測(ce)(ce)。在正常情況下(xia)是(shi)通(tong)過(guo)在檢(jian)(jian)測(ce)(ce)時施加(jia)一段(duan)時間的(de)環境(jing)應力后，對外觀(guan)進(jin)行檢(jian)(jian)查（主要是(shi)境(jing)檢(jian)(jian)，根據(ju)元(yuan)器件(jian)的(de)質量要求，采(cai)用放大10倍(bei)元(yuan)器件(jian)外觀(guan)進(jin)行檢(jian)(jian)測(ce)(ce)，也可以(yi)根據(ju)需要進(jin)行紅(hong)外、X射(she)線檢(jian)(jian)查、氣密性(xing)(xing)篩(shai)選(xuan)(xuan)），當(dang)有(you)特殊(shu)需求時，可以(yi)增加(jia)一些(xie)DPA
（破(po)壞性(xing)(xing)物理(li)分析）測(ce)(ce)試，這(zhe)些(xie)篩(shai)選(xuan)(xuan)項目對電(dian)性(xing)(xing)能失效(xiao)不會產生(sheng)觸發效(xiao)果。
電(dian)(dian)性(xing)(xing)(xing)能失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)可(ke)以分為(wei)(wei)連(lian)(lian)接性(xing)(xing)(xing)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)、功(gong)能性(xing)(xing)(xing)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)和電(dian)(dian)參(can)數(shu)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)。連(lian)(lian)結(jie)(jie)性(xing)(xing)(xing)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)指開(kai)路、短(duan)路以及電(dian)(dian)阻值大小的變化(hua)，這類失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)在元器(qi)件失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)中占較大的比例。在元器(qi)件篩(shai)選測試過(guo)程中，由于電(dian)(dian)應力所引(yin)起的大多為(wei)(wei)連(lian)(lian)結(jie)(jie)性(xing)(xing)(xing)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)。當連(lian)(lian)結(jie)(jie)性(xing)(xing)(xing)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)模(mo)式被(bei)特(te)定的篩(shai)選條件觸(chu)發(fa)時，往往出現(xian)的現(xian)象為(wei)(wei)元器(qi)件封(feng)裝涂(tu)覆發(fa)生銹蝕、外殼斷裂(lie)、引(yin)線(xian)熔(rong)斷、脫落(luo)或者與其(qi)它引(yin)線(xian)短(duan)路。但有時并(bing)不全表(biao)現(xian)為(wei)(wei)連(lian)(lian)結(jie)(jie)性(xing)(xing)(xing)故障，而表(biao)現(xian)為(wei)(wei)鍵和強(qiang)度不夠(gou)、金屬疲勞等，這樣的連(lian)(lian)結(jie)(jie)性(xing)(xing)(xing)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)可(ke)以引(yin)發(fa)功(gong)能性(xing)(xing)(xing)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)和電(dian)(dian)參(can)數(shu)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)，需(xu)要通過(guo)功(gong)能性(xing)(xing)(xing)和電(dian)(dian)參(can)數(shu)檢測才能發(fa)現(xian)。電(dian)(dian)路的功(gong)能性(xing)(xing)(xing)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)和電(dian)(dian)參(can)數(shu)失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)被(bei)特(te)定的篩(shai)選條件觸(chu)發(fa)時，出現(xian)的現(xian)象為(wei)(wei)某些特(te)定的功(gong)能失(shi)(shi)效(xiao)(xiao)、電(dian)(dian)參(can)數(shu)超(chao)差等。
2、元(yuan)器(qi)件老煉(lian)篩選方法
針(zhen)對元器件失效模(mo)式，常規(gui)篩(shai)選方法(fa)一般包括:
1）檢查篩選
目檢篩(shai)選(xuan)和(he)鏡(jing)檢篩(shai)選(xuan):這種方法(fa)簡單而(er)高效，對檢查器件表面的各(ge)類缺陷，觀察(cha)內部引(yin)線鍵合、芯片(pian)焊接(jie)、封(feng)裝(zhuang)缺陷等都(dou)十分有效。鏡(jing)檢主(zhu)要有光學(xue)顯(xian)(xian)微(wei)(wei)鏡(jing)、掃描聲學(xue)顯(xian)(xian)微(wei)(wei)鏡(jing)和(he)掃描電子顯(xian)(xian)微(wei)(wei)鏡(jing)，其他還有X射線和(he)紅外(wai)顯(xian)(xian)微(wei)(wei)鏡(jing)等篩(shai)選(xuan)技術。
2）功率老化篩(shai)選
功率老化(hua)通(tong)過(guo)對器件(jian)(jian)施(shi)加過(guo)電應力，促使早期失效(xiao)(xiao)器件(jian)(jian)存在的潛在缺陷盡快(kuai)暴(bao)露而被剔(ti)除，它能有效(xiao)(xiao)地剔(ti)除器件(jian)(jian)生(sheng)產過(guo)程中產生(sheng)的工藝缺陷，金屬化(hua)膜過(guo)薄及劃傷等。它可以分為直(zhi)流偏壓和脈沖功率老化(hua)。
3）密封性篩(shai)選
密封篩(shai)選(xuan)是檢查器件(jian)內部是否有封裝(zhuang)時(shi)殘留的氣(qi)(qi)氛或由于密封性不良而滲透的水汽，它(ta)可以分為氣(qi)(qi)泡篩(shai)選(xuan)、浸液檢漏(lou)篩(shai)選(xuan)、氦質譜儀(yi)檢漏(lou)篩(shai)選(xuan)和(he)放射性篩(shai)選(xuan)等。
4）環境應力篩選
環境應力篩選是通過對產品施加合理的環境應力，將其內部的潛在缺陷加速變成故障，并通過檢驗發現和排除的過程。對于電子產品，通常選用恒定高溫、溫度沖擊、溫度循環、隨機振動、掃頻振動、沖擊，還有高低溫循加振動等作為典型的環境篩選應力。特殊的環境應力篩選還包括鹽霧篩選、低氣壓篩選、霉菌篩選和光輻射篩選等。不同的環境篩選應力的篩選效果是不同的，環境篩選有效性示意圖川，如圖2所示。此外，在常規應力篩選的基礎上，國內外又發展了HAST技術（如東莞市瑞凱環境檢測儀器有限公司就是HAST試驗箱生產廠家，可定制HAST試驗箱的規格要求）。
3、元器(qi)件老煉篩選方法的實現
1）外(wai)觀檢(jian)查:用10倍(bei)放大鏡檢(jian)查外(wai)形、引線及(ji)材料有無缺陷。
2）溫度循環:在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極限低溫下，連續承受規定條件和規定次數的循環，由冷到熱或由熱到冷的總轉移時間不超過1 min，保持時間不小于10 min。
3）高(gao)溫(wen)(wen)貯(zhu)存:在非工作(zuo)狀態(tai)下，按照國家標準規(gui)定(ding)的(de)壽命試(shi)驗要求，使(shi)元器(qi)件放置(zhi)高(gao)低溫(wen)(wen)試(shi)驗箱在規(gui)定(ding)的(de)環境條(tiao)件下（通(tong)常是溫(wen)(wen)度）存儲規(gui)定(ding)的(de)時間。
4）電(dian)功率老(lao)煉:被篩(shai)選(xuan)的器件一般加額定(ding)功率，溫度基本(ben)恒定(ding)，老(lao)煉功率按(an)元器件各自規(gui)定(ding)的條件選(xuan)取（見(jian)GJB128A方法(fa)1038-1042、GJB548A方法(fa)1015A）。
5）密封性試驗:針對(dui)有(you)空腔的元器件，先細(xi)檢(jian)漏，后(hou)粗檢(jian)漏，內腔體積大于(yu)1 cm3 僅(jin)要求做粗檢(jian)漏。
6）電(dian)參數測試(shi)（包括(kuo)耐壓或漏電(dian)流等測試(shi)），按產品技(ji)術規范合同規定進行。
7）功(gong)能性測(ce)試:按產品技(ji)術規(gui)范(fan)合同規(gui)定進行。
4、結(jie)束語
元(yuan)器(qi)件(jian)級的篩選(xuan)(xuan)在我國已進(jin)(jin)行(xing)了30多年，目前，仍按有關篩選(xuan)(xuan)標準(zhun)及型號(hao)產品專用(yong)規范進(jin)(jin)行(xing)元(yuan)器(qi)件(jian)篩選(xuan)(xuan)。長期工程實(shi)踐表明，元(yuan)器(qi)件(jian)老煉(lian)篩選(xuan)(xuan)具(ju)有限度節約費用(yong)的潛力(li)，也是(shi)保證(zheng)整機可靠(kao)性的基礎。
客服微信