李雪

（南京先進(jìn)激光技術(shù)研究院 江蘇省南京市 210000）

為了讓人們使用的電子產(chǎn)品更加安全可靠，其中的電子元器件極其重要，科學(xué)合理的篩選出符合的電子元器件，進(jìn)行質(zhì)量控制是真正發(fā)揮出電子元器件在實(shí)際應(yīng)用中的性能和功能及穩(wěn)定性的前提條件。這項(xiàng)工作的實(shí)踐性較強(qiáng)，雖然一些生產(chǎn)商對(duì)電子元器件進(jìn)行篩選，但電子元器件仍存在不符合應(yīng)用要求的問題，甚至，有的生產(chǎn)廠商沒有進(jìn)行基礎(chǔ)的篩選。因此，在進(jìn)行一些研究項(xiàng)目中應(yīng)用的電子元器件的篩選與質(zhì)量將影響著項(xiàng)目研究進(jìn)程及項(xiàng)目成果。探索出電子元器件有效篩選和控制質(zhì)量的方法途徑十分必要。

1 電子元器件篩選的相關(guān)闡述

1.1 篩選的原因

需要進(jìn)行篩選的主要原因，是電子元器件廠商生產(chǎn)出相關(guān)元器件經(jīng)過初步篩選后，其質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到用戶實(shí)際應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)要求，還需要在生產(chǎn)商篩選的基礎(chǔ)上，明確相關(guān)的要求，進(jìn)一步對(duì)所需的元器件篩選，主要是驗(yàn)證及補(bǔ)充生產(chǎn)商在電子元器件篩選存在質(zhì)量問題及不足。電子元器件在生產(chǎn)中也會(huì)受到一些因素如原材料、加工工藝、操作、設(shè)備波動(dòng)等的影響，導(dǎo)致最終生產(chǎn)元器件無法達(dá)到用戶的應(yīng)用要求，即使性能符合要求，但其中部分有可能存在缺陷或隱患因素的元器件產(chǎn)品，使得在使用的過程中使用壽命在降低，成為失效產(chǎn)品。對(duì)于不同的類型的失效情況，需要進(jìn)行科學(xué)的篩選，通過一系列的試驗(yàn)后排除有缺陷和失效的元器件，主要的目的是保證元器件的質(zhì)量，提高使用的安全性及可靠性。

1.2 篩選范圍

電子元器件篩選范圍主要是生產(chǎn)廠商對(duì)元器件進(jìn)行初步的篩選的前提下，元器件不符合使用者的要求；或者生產(chǎn)廠商對(duì)于元器件根本沒有進(jìn)行篩選；現(xiàn)有的電子元器件篩選的技術(shù)及流程不專業(yè)；用戶對(duì)元器件應(yīng)用要求嚴(yán)格；元器件篩選技術(shù)及條件不具備；用戶對(duì)生產(chǎn)商進(jìn)行篩選的有效性產(chǎn)生質(zhì)疑，需要再進(jìn)行質(zhì)量的檢測(cè)。因此，電子元器件需要選擇科學(xué)有效的方法進(jìn)行篩選，嚴(yán)格控制其質(zhì)量。

2 電子元器件篩選方法

2.1 功率老化

完整的電子元器件看不出任何問題，但在實(shí)際的使用中就會(huì)出現(xiàn)各種問題。在一定的環(huán)境溫度下，模擬電子元件器實(shí)際工作狀態(tài)，元器件增加一定的電應(yīng)力，通過電應(yīng)力的綜合作用來加速元器件內(nèi)部的各物理、化學(xué)反應(yīng)，促使元器件內(nèi)部中掩藏的各種缺陷及早充分顯露出來，從而達(dá)到剔除早期失效產(chǎn)品的目的。這種方法能夠剔除在生產(chǎn)工藝制造中可能存在的如引線焊接不良、漏電、硅片裂紋等系列缺陷，都有很好的篩選效果，對(duì)于無缺陷的元器件，老化也可以促進(jìn)元器件電參數(shù)穩(wěn)定[1]。

2.2 外觀及內(nèi)部質(zhì)量檢查

基礎(chǔ)元器件外觀質(zhì)量檢查主要是看其外觀是否有明顯的破損，引線是否折斷、骨架是否有損壞等，檢查型號(hào)是否匹配，對(duì)于電子元器件的可調(diào)元件，檢查是否在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)、接觸點(diǎn)良好等，外觀情況使用顯微鏡或放大鏡進(jìn)行檢查篩選，出現(xiàn)以上問題或其他問題的元器件予以剔除；對(duì)于一些無法用肉眼觀察到的內(nèi)部缺陷就采用目檢及鏡檢技術(shù)檢查篩選，通過幾種簡(jiǎn)單常用的鏡檢技術(shù)就能檢查出元器件引線、封裝、芯片、焊接等缺陷，這種方法能有效篩選出有缺陷等質(zhì)量問題的元器件。

2.3 環(huán)境應(yīng)力

在電子元器件施加隨機(jī)振動(dòng)、恒定高溫、及溫度循環(huán)應(yīng)力，能夠鑒別和剔除的在生產(chǎn)工藝引起早期失效的一種工序或方法。在環(huán)境應(yīng)力下所做的一系列試驗(yàn)，為發(fā)現(xiàn)和排除不良零件、元器件、工藝缺陷和防止出現(xiàn)早期失效；為暴露元器件薄弱部分及質(zhì)量缺陷；目的是暴露薄弱部件及工藝缺陷。也可以在特定的環(huán)境應(yīng)力下，采用低氣壓、光輻射等不同的方法進(jìn)行篩選，使用不同的篩選方法，元器件篩選的結(jié)果也不盡相同，在實(shí)際的篩選中，為滿足使用的需求或達(dá)到應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)元器件失效的特征及特點(diǎn)有針對(duì)性地選取環(huán)境應(yīng)力篩選的方法。因此，這種篩選方法能夠很好地將有質(zhì)量問題的元器件剔除。

2.4 密封性

密封性主要是封裝結(jié)構(gòu)的密封性，密封性的好壞影響到產(chǎn)品的性能，密封性不良會(huì)使得電子元器件開路失效。這種篩選剔除密封不達(dá)標(biāo)的元器件，剔除密封性不良的元器件。當(dāng)多種類及多個(gè)電子元器件安裝到線路板上后，可能會(huì)出現(xiàn)以下的情況，在一些篩選合格沒有任何缺陷的電子元器件焊接于線路板之后，還需要對(duì)線路板進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)仍會(huì)發(fā)現(xiàn)線路板上的電子元器件存在密封性缺陷，這可能意味著焊接過程引入某個(gè)或某些電子元器件發(fā)生密封性失效；當(dāng)線路板在使用過程中出現(xiàn)失效時(shí)，需要確定線路板上的電子元器件是否存在密封性缺陷，如果有電子元器件密封性不合格，需要更換該電子元器件，使得線路板正常工作。

3 質(zhì)量控制方法

3.1 質(zhì)量控制要點(diǎn)

在進(jìn)行幾種方法的篩選的過程中，有一些電子元器件可能在篩選檢測(cè)中出現(xiàn)失效，為了降低在篩選中元器件的失效率，完成篩選檢測(cè)，就必須要注意一些細(xì)節(jié)問題。首先，在進(jìn)行電子元器件篩選檢測(cè)前要明確所選的方法和操作流程，確定之后嚴(yán)格按照要求執(zhí)行，因?yàn)樵跈z測(cè)的過程中采用方法不合理或者操作流程隨意不規(guī)范就會(huì)造成檢測(cè)失效；在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢測(cè)前需要仔細(xì)檢查極性是否出現(xiàn)接反的問題，極性接反在檢測(cè)中是極有可能出現(xiàn)的一個(gè)問題，元器件極性接反，對(duì)質(zhì)量篩選結(jié)果有很大的影響，還會(huì)讓元器件毀壞甚至是報(bào)廢，在篩選檢測(cè)前的檢查工作必須要做到位；電流及電壓是對(duì)元器件篩選檢測(cè)必不可少的條件，在篩選檢測(cè)中嚴(yán)格控制對(duì)電子元器件所加的電流及電壓，電流及電壓大于額定值，就會(huì)使得造成元器件檢測(cè)篩選失效；在電子元器件中其中的大部分都是有極性，在存放時(shí)要高度重視存放的方法，如果存放中容易高溫、引起靜電等的存放方法，元器件的性能及穩(wěn)定性就會(huì)受到很大的影響?？偟膩碚f，在進(jìn)行元器件篩選檢測(cè)質(zhì)量問題前，要做好一系列的檢查準(zhǔn)備工作，需要明確篩選檢測(cè)的方法原理及基本操作流程，明確篩選檢測(cè)的條件、項(xiàng)目、流程及最終篩選結(jié)果參數(shù)代表的意義等；同時(shí)由于篩選方案及技術(shù)多樣化且復(fù)雜化，需要針對(duì)性的選擇有利于檢測(cè)出元器件質(zhì)量問題的篩選檢測(cè)方法。

3.2 質(zhì)量控制

也可選用其他質(zhì)量控制的有效手段加強(qiáng)質(zhì)量篩選。元器件篩選過程中，需要在一定的溫度范圍，對(duì)其施加電應(yīng)力，模擬實(shí)際的工作，就能將掩藏?zé)o法發(fā)現(xiàn)的缺陷盡早充分暴露出來，這種篩選方式雖然能將失效的一部分元器件剔除，但一些元器件篩選達(dá)標(biāo)后在實(shí)際應(yīng)用的過程中可能還會(huì)出現(xiàn)失效情況。出現(xiàn)這種問題時(shí)，就需要采用提高通的功率、壓力及時(shí)間等進(jìn)行老化試驗(yàn)進(jìn)行反復(fù)多次的嚴(yán)格篩選。首先，老化前，根據(jù)元器件生產(chǎn)的工藝資料確定檢測(cè)時(shí)的通電條件，明確元器件老化檢測(cè)條件；所使用的老化設(shè)備設(shè)施是否正常，在運(yùn)行中檢定其是否合格，要在其計(jì)量檢定有效周期范圍內(nèi)應(yīng)用；嚴(yán)格按照老化設(shè)備的操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，流程要規(guī)范；在老化設(shè)備通電前要仔細(xì)檢查其是否接地、斷路及短路情況；元器件安裝到設(shè)備后，仔細(xì)檢查元器件的極性線夾、接線片等安裝情況，及時(shí)剔除有引接線安裝問題的元器件，確保在操作中不會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)及掉落情況，一旦出現(xiàn)問題將直接導(dǎo)致元器件毀壞甚至是報(bào)廢；電子電元器件，要遵循輕取輕放的原則，碰撞及擠壓會(huì)造成其外形或尺寸的變形，在檢測(cè)過程中插入及拔出夾線的夾具時(shí)動(dòng)作要?jiǎng)蛩倬徛形鹩么罅騽?dòng)作粗魯，盡量減少因外力作用導(dǎo)致其機(jī)械損傷或應(yīng)力疲勞；在確保元器件及設(shè)備接觸良好情況下，對(duì)元器件管腳的應(yīng)力要最??；另外，對(duì)于一些在試驗(yàn)檢測(cè)對(duì)靜電過于敏感的元器件要做好相關(guān)的防護(hù)措施。

3.3 電參數(shù)測(cè)試

對(duì)元器件進(jìn)行篩選和質(zhì)量控制，需要進(jìn)行電參數(shù)測(cè)試，因其對(duì)測(cè)試的環(huán)境條件要求嚴(yán)格，對(duì)于溫濕度及大氣壓力需要嚴(yán)格控制，控制同時(shí)要加以調(diào)節(jié)[2]。且在進(jìn)行測(cè)試前需要嚴(yán)格依據(jù)規(guī)范的操作流程及明確的試驗(yàn)參數(shù)；電參數(shù)測(cè)試前設(shè)備校準(zhǔn)極為關(guān)鍵，測(cè)試設(shè)備的精準(zhǔn)度直接影響到測(cè)試的結(jié)果，必須確保其測(cè)試的精準(zhǔn)度，由于滿足設(shè)定的精準(zhǔn)值，試驗(yàn)才能順利進(jìn)行，同時(shí)其中夾具也要選擇恰當(dāng)，避免因夾具不當(dāng)使得測(cè)試的結(jié)果有較大差異；在進(jìn)行所有的元器件測(cè)試前，先用樣品進(jìn)行測(cè)試，樣品存在問題就不能進(jìn)行下一步的操作，確保測(cè)試的電流和電壓在元器件額定值范圍內(nèi)，仔細(xì)校正核對(duì)，確認(rèn)無誤后開始測(cè)試；其中在測(cè)試中最不能忽視最為關(guān)鍵的就是試驗(yàn)人員自身的素質(zhì)及能力問題，如果檢測(cè)人員的綜合操作能力差，操作流程不規(guī)范，將對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有一定的影響，因此，必須予以重視。避免人為因素的損壞及報(bào)廢，同時(shí)元器件靜電也要做好防護(hù)工作。

3.4 應(yīng)用DPA技術(shù)

破壞性物理分析（DPA）針對(duì)于電子元器件的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)材料、制造質(zhì)量和工藝情況等，對(duì)樣品進(jìn)行分解以及分解前后的一系列檢驗(yàn)分析，根據(jù)情況制定監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。在此之前，工作人員需要解剖元器件中的內(nèi)容物進(jìn)行分析，呈現(xiàn)實(shí)際的應(yīng)用效果。同批次的電子元器件，采用樣品進(jìn)行DPA 監(jiān)測(cè)，并審查再次監(jiān)測(cè)的結(jié)果，全面補(bǔ)充其質(zhì)量控制的方法措施，進(jìn)一步提升其質(zhì)量控制的效果。DPA 監(jiān)測(cè)主要作用是將電子元器件中不容易發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量缺陷充分暴露出來，特別是水汽含量方面，能合理判斷出電子元器件的失效模式。在有效期內(nèi)管理人員難以發(fā)現(xiàn)其中的問題，但可以根據(jù)不同時(shí)期的表現(xiàn)，對(duì)其相關(guān)的特征進(jìn)行分析總結(jié)，如腐蝕、內(nèi)部焊點(diǎn)發(fā)生損耗等。尤其注意高端精密的電子研究項(xiàng)目中應(yīng)用的元器件要定期采用DPA 技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，這是質(zhì)量控制最基本內(nèi)容之一。此外，在對(duì)元器件進(jìn)行組裝應(yīng)用前再次進(jìn)行DPA 分析，確保監(jiān)測(cè)的頻次達(dá)到組裝應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。

4 電子元器件質(zhì)量控制有效措施

4.1 管理及控制

想要確保電子元器件質(zhì)量最重要的方法，是將經(jīng)過層層篩選質(zhì)量達(dá)到應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的元器件在項(xiàng)目及產(chǎn)品中進(jìn)行合理的應(yīng)用。即使通過篩選質(zhì)量合格的元器件經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的存放，其性能及穩(wěn)定性都會(huì)有不同程度的影響。而項(xiàng)目中的電子元器件可靠性受到其實(shí)際應(yīng)用中的穩(wěn)定性能及質(zhì)量有直接關(guān)系。因此，有效的管理及控制在篩選電子元器件質(zhì)量的過程中，是元器件可靠安全應(yīng)用的前提條件。

4.2 質(zhì)量控制原則

針對(duì)實(shí)際應(yīng)用從元器件質(zhì)優(yōu)目錄中選擇質(zhì)量最好的；相關(guān)人員需要對(duì)元器件最基礎(chǔ)的知識(shí)及特性要充分掌握，尤其是電子元器件的極限參數(shù)、根據(jù)應(yīng)用環(huán)境及最大的額定值等；首先明確極限參數(shù)和最大額定值是否相匹配，同時(shí)在不同的應(yīng)用環(huán)境及條件需要對(duì)額定值進(jìn)行相關(guān)降額達(dá)到應(yīng)用的要求。在對(duì)元器件質(zhì)優(yōu)目錄進(jìn)行制作時(shí)，需要在名單上記錄清楚供貨的廠商及單位、元器件種類及規(guī)格等，嚴(yán)格按照相關(guān)的原則執(zhí)行：優(yōu)先選擇長(zhǎng)期供貨質(zhì)量的有保障的元器件生廠產(chǎn)商進(jìn)行合作；優(yōu)先選擇應(yīng)用發(fā)展且可靠性及安全性較高的元器件成品；元器件實(shí)際的應(yīng)用需要根據(jù)應(yīng)用的先進(jìn)性及可行性的要求標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)嚴(yán)格篩選保留時(shí)間較長(zhǎng)的元器件成品；最大程度上要確保選擇的元器件產(chǎn)品符合相關(guān)的等級(jí)規(guī)定或達(dá)到最高等級(jí)，同時(shí)又要避免等級(jí)超過標(biāo)準(zhǔn)等情況的出現(xiàn)；在對(duì)元器件線路設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員完成相關(guān)的設(shè)計(jì)后，需要選擇權(quán)威及可靠的質(zhì)量管理或者物資管理的部門對(duì)電子元器件的性能及穩(wěn)定性進(jìn)行有效的鑒定評(píng)價(jià)及問題分析。電子元器件篩選需要符合相關(guān)的原則及要求，需要嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)規(guī)范是否在沒有進(jìn)行選用目錄中的電子元器件辦理相關(guān)的審批手續(xù)；結(jié)合實(shí)際應(yīng)用中項(xiàng)目及系統(tǒng)的部分要求，電子元器件的抗靜電、質(zhì)量達(dá)到的等級(jí)以及應(yīng)用的性能等，對(duì)已經(jīng)篩選完成的電子元器件檢測(cè)能否達(dá)到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)；根據(jù)系統(tǒng)及設(shè)備的需要散熱特點(diǎn)，檢查選擇實(shí)際應(yīng)用的電子器件是否完全滿足要求；元器件在應(yīng)用中的設(shè)計(jì)方案對(duì)熱設(shè)計(jì)是否科學(xué)合理；詳細(xì)的設(shè)計(jì)方案過程中其中是否應(yīng)用達(dá)不到要求使用的質(zhì)量等級(jí)較低的元器件；在進(jìn)行安裝應(yīng)用的過程中應(yīng)用元器件是否應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用的方法是否合理等。

4.3 規(guī)范電子元器件關(guān)鍵技術(shù)

4.3.1 刻槽技術(shù)

刻槽對(duì)電子元器件質(zhì)量可靠性能穩(wěn)定影響很大。應(yīng)用刻槽技術(shù)需要進(jìn)行監(jiān)測(cè)，嚴(yán)格根據(jù)國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)控制消融技術(shù)的要點(diǎn)進(jìn)行，反復(fù)核對(duì)尺寸，避免因外觀影響部件缺陷；定期檢查挖掘設(shè)施設(shè)備，避免其他因素的干擾；主要記錄人員要經(jīng)專業(yè)的培訓(xùn)，對(duì)待工作要認(rèn)真負(fù)責(zé)。

4.3.2 點(diǎn)焊技術(shù)

電子元器件點(diǎn)焊是有雙面和單面的，常見的是雙面點(diǎn)焊，主要是關(guān)系到電子產(chǎn)品設(shè)備的電極供應(yīng)，通過接觸焊接點(diǎn)，表面使得點(diǎn)焊電流強(qiáng)度降低。在焊接操作中，務(wù)必確保不同特性的電纜保持一致；電焊技術(shù)檢查中，應(yīng)加強(qiáng)外觀及電流強(qiáng)度的詳細(xì)檢查。

5 結(jié)語(yǔ)

質(zhì)量及性能較好的元器件應(yīng)用在一些電子設(shè)備及項(xiàng)目中發(fā)揮的可靠性及穩(wěn)定性極其重要。需要對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量控制，科學(xué)篩選，有效控制其性能參數(shù)，確保充分發(fā)揮出作用，確保應(yīng)用的產(chǎn)品及項(xiàng)目安全可靠。元器件篩選技術(shù)還在不斷的發(fā)展完善，但在現(xiàn)階段的實(shí)際應(yīng)用中還需要改進(jìn)，對(duì)控制元器件的質(zhì)量的有效措施進(jìn)行探索，確保將其應(yīng)用到設(shè)備及項(xiàng)目中能夠穩(wěn)定運(yùn)行，減少維修。