電子元器件二次篩選及質(zhì)量控制措施

陳 靜

（中國電子科技集團(tuán)有限公司第十四研究所， 江蘇 南京 210039）

引言

元器件二次篩選（補充篩選）指的是在元器件制造廠商進(jìn)行篩選的基礎(chǔ)上，元器件使用單位根據(jù)使用的需要進(jìn)行的再次篩選。元器件生產(chǎn)廠家出廠前進(jìn)行的篩選稱為成品篩選或一次篩選。元器件的“一次篩選”和“二次篩選”的目的和實驗方法基本相同。二次篩選是現(xiàn)行軍用電子元器件質(zhì)量與可靠性管控的重要環(huán)節(jié)，是檢驗元器件批合格率、質(zhì)量一致性的重要手段。二次篩選淘汰由于制造缺陷造成的早期失效產(chǎn)品，提高器件整批使用可靠性。本文重點論述元器件二次篩選中常見的篩選試驗方法及篩選項目的確定、二次篩選過程中的質(zhì)量控制措施和元器件入所時的電參數(shù)測試。

1 元器件二次篩選中常見的篩選試驗方法及篩選項目

1.1 篩選實驗方法

常見篩選試驗方法主要有如下幾種表1所示[1]。

表1 常見的篩選試驗方法

1.2 電子元器件篩選實驗項目種類

電子元器件篩選實驗項目種類很多，有環(huán)境實驗類、物理性能實驗類和基本電性能實驗類。二次篩選應(yīng)按照相關(guān)元器件國家軍用標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定相應(yīng)的二次篩選條件和技術(shù)要求，并根據(jù)產(chǎn)品總規(guī)范的要求來選擇實驗項目。篩選標(biāo)準(zhǔn)在執(zhí)行過程中不能隨意更改，以下是幾種常見電子元器件的二次篩選項目流程表2所示。

表2 常見電子元器件的二次篩選項目流程

根據(jù)產(chǎn)品和器件的不同，二次篩選的項目和順序也有些不同。其中外觀應(yīng)標(biāo)識清晰，表面應(yīng)無污漬、鍍（漆）層無起泡、脫落、開裂、引線無氧化或損壞等，測試、電老煉實驗等應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品手冊進(jìn)行，個別器件根據(jù)產(chǎn)品需要有特殊參數(shù)。

2 二次篩選過程中的質(zhì)量控制措施

2.1 二次篩選項目的有效性分析

為了保證元器件二次篩選的有效性，應(yīng)使從業(yè)人員按規(guī)定參加培訓(xùn)，持證上崗，按規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求開展二次篩選工作，能對實驗結(jié)果作出正確的分析和評價。以某年度片式鉭電容器產(chǎn)生的不合格品為例，在此期間，共二次篩選片式鉭電容器2 372批，批次性拒收21個批次，產(chǎn)生的不合格品如表3所示。

表3 不合格品原因統(tǒng)計 只

根據(jù)表3所示，產(chǎn)品不合格的成因以高溫功率老煉和電測試為主，低溫測試、高溫測試、常溫終測的電參數(shù)超差是因為電容器在二次篩選過程中做了電老煉試驗，可見電老煉試驗在元器件二次篩選中的重要地位。因二次篩選的試驗項目是動態(tài)變化的，可在片式鉭電解電容器二次篩選中增加回流焊項目，把在生產(chǎn)過程中擊穿的片式鉭電解電容器及早剔除。元器件二次篩選的項目很多，因篇幅所限，下面主要講二次篩選過程中電老煉實驗的質(zhì)量控制措施。

2.2 電老煉過程中的質(zhì)量控制措施

老煉是工程上常用來剔除早期失效產(chǎn)品，提高系統(tǒng)可靠性的方法。以鉭電容器電壓老化為例講述電老煉過程中的質(zhì)量控制措施。鉭電容器的電壓老化試驗就是對鉭電容器在某一溫度下施加一定的直流電壓讓其工作一定的時間。不同質(zhì)量等級的產(chǎn)品，生產(chǎn)廠在生產(chǎn)過程中所進(jìn)行的電壓老化試驗條件也不一樣[2]。

1）國軍標(biāo)產(chǎn)品。對于國軍標(biāo)等級的產(chǎn)品，生產(chǎn)過程中需進(jìn)行的電壓老化試驗條件為：85℃、1.2倍額定電壓、96 h和125℃、類別電壓（一般為額定電壓的65%）、12 h。主要通過溫度加速和電壓加速來實現(xiàn)篩選剔除早期失效產(chǎn)品的目的。而國軍標(biāo)（如GJB 2283A—2014、GJB 63B—2001） 規(guī)定的出廠前的質(zhì)量一致性A組檢驗中鉭電容器需要進(jìn)行的電壓老化條件為：85℃、額定電壓、40 h。所以生產(chǎn)廠生產(chǎn)過程中的電壓老化試驗條件是嚴(yán)于國軍標(biāo)規(guī)定的出廠前所做的電壓老化試驗條件的，生產(chǎn)廠生產(chǎn)過程中的電壓老化使用了1.2倍額定電壓，加速因子為42.712 8；同時還進(jìn)行了更高溫度（125℃，是常規(guī)鉭電容器的上限工作溫度）的電壓老化。

2）七專產(chǎn)品。對于七專等級的產(chǎn)品，生產(chǎn)過程中需進(jìn)行的電壓老化試驗條件為：85℃、1.2倍額定電壓、96 h和125℃、類別電壓（一般為額定電壓的65%）、12 h。但出廠前未再規(guī)定需要做電壓老化試驗。

3）普軍級產(chǎn)品。對于普軍級產(chǎn)品，生產(chǎn)過程中需要進(jìn)行電壓老化試驗條件為：85℃、1.2倍額定電壓、24 h和125℃、類別電壓（一般為額定電壓的65%）、4 h。出廠前不再做電壓老化試驗。

3 元器件的電參數(shù)測試及生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制措施

元器件的種類很多，下面主要以鉭電容器為例來講述電參數(shù)測試及生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制措施[3]。

3.1 測試過程中的質(zhì)量控制措施

有極性鉭電容器測試時一般不允許加反向電壓，更不能在純交流電路中使用。鉭電容器氧化膜具有單向?qū)щ娦院驼魈匦裕?dāng)施加反向電壓時，就會有較大的電流通過，往往會造成隱患，嚴(yán)重時會造成電容器擊穿失效，因此，使用中應(yīng)嚴(yán)格控制反向電壓。電容器參數(shù)測試條件如表4所示。

表4 電容器參數(shù)測試條件

3.2 生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制措施

以片式鉭電容器為例，片式鉭電容器為三級濕度敏感器件，對環(huán)境濕度有一定要求，儲存環(huán)境為：溫度5～35℃，濕度（RH）≤60%。片式鉭電容器吸潮后極易在焊接時，由于水分在高熱條件下氣化膨脹而擠壓氧化膜，從而導(dǎo)致產(chǎn)品電性能參數(shù)劣化，同時也易導(dǎo)致產(chǎn)品的模壓層出現(xiàn)起泡或開裂現(xiàn)象。為防止產(chǎn)品吸潮，軍用鉭電容器均應(yīng)采用真空包裝。片式鉭電容器在取出（或取用部分產(chǎn)品）后應(yīng)盡快重新放入包裝袋并利用自封袋密封，并在6個月內(nèi)使用。如超過6個月仍未使用，建議進(jìn)行預(yù)烘干處理后進(jìn)行再流焊或波峰焊焊接安裝。片式鉭電容器預(yù)烘干處理推薦條件：55℃，濕度（RH）≤10%條件下作48 h連續(xù)預(yù)烘干。

4 結(jié)語

二次篩選是現(xiàn)行軍用電子元器件質(zhì)量與可靠性管控的重要環(huán)節(jié)，是檢驗元器件批合格率、質(zhì)量一致性的主要手段，可以淘汰由于制造缺陷造成的早期失效產(chǎn)品，提高器件整批使用可靠性，它的作用已被多數(shù)整機(jī)生產(chǎn)單位認(rèn)可，在目前和今后一段時間內(nèi)將繼續(xù)保留。隨著國內(nèi)電子行業(yè)的發(fā)展，應(yīng)該不斷研究新的電子元器件二次篩選管控方案，為元器件使用的可靠性提供重要保障。