電子元器件老化篩選過程質(zhì)量控制分析

尹湯杰 蘇可鵬

摘 要：電子元器件在運(yùn)行過程中會(huì)發(fā)生老化現(xiàn)象，為了保障相關(guān)器件能夠正常運(yùn)作，需要完成電子元器件的老化篩選工作。文章分析了電子元器件的老化篩選方法，探討了在篩選過程需要面向的對象，并研究了不同篩選方法的作用，同時(shí)根據(jù)實(shí)際老化篩選情況研究出對應(yīng)的質(zhì)量控制方法。

關(guān)鍵詞：電子元器件;老化篩選;質(zhì)量控制

中圖分類號(hào)：TN6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1064（2021）04-099-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.04.049

電子元器件老化篩選是一項(xiàng)極為重要的工作，有效的篩選能夠提高電子元器件在設(shè)備中使用的可靠性。文章通過對相關(guān)篩選工作經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，探討了針對電子元器件的專業(yè)篩選方法和質(zhì)量控制方法，以此確保電子元器件的老化篩選工作能夠有效落實(shí)。

1 電子元器件老化篩選方法

1.1 篩選試驗(yàn)方法

電子元器件老化篩選方法可分為常規(guī)篩選方法和特殊環(huán)境篩選方法兩種，而一般情況下都是使用常規(guī)篩選方法，具體根據(jù)篩選內(nèi)容的不同，可以分為以下幾種類型。

檢查篩選法。該方法主要使用紅外線、X射線以及鏡檢等進(jìn)行篩選工作，對于使用紅外線的篩選，紅外線作用于電子元器件后，可以對整個(gè)器件的內(nèi)外部進(jìn)行檢查，有效剔除內(nèi)部和外表面出現(xiàn)嚴(yán)重缺陷的部件，發(fā)揮出篩選功能。而對于使用X射線的篩選，主要是讓X射線作用于電子元件管殼的內(nèi)部和外部，檢查管殼內(nèi)外是否含有外來物質(zhì)以及裝片，同時(shí)還能夠檢查電子元器件存在的封裝缺陷以及鍵合缺陷等，檢查芯片是否存在裂紋，對其質(zhì)量進(jìn)行有效篩選。

密封性篩選法。該方法主要用于篩選電子元器件的密封性能，能夠有效發(fā)現(xiàn)并剔除密封性存在缺陷的元器件。如設(shè)備外殼出現(xiàn)裂紋、內(nèi)部出現(xiàn)裂紋、氣孔封裝不到位、存在微小的漏孔以及封裝不規(guī)范等元器件，一些老化元器件在長期使用后很可能會(huì)出現(xiàn)密封性較差的問題，因而該種篩選方法的有效使用也是十分重要[1]。

環(huán)境應(yīng)力篩選法。環(huán)境應(yīng)力指的是在不同環(huán)境下電子元器件的應(yīng)力作用，其環(huán)境主要包括溫度、振動(dòng)以及沖擊等特殊環(huán)境。使用環(huán)境應(yīng)力篩選法進(jìn)行篩選時(shí)，主要是檢查各電子元器件的振動(dòng)加速度、溫度循環(huán)、熱沖擊、離心加速度以及沖擊加速度等相關(guān)性能是否符合標(biāo)準(zhǔn)，若出現(xiàn)偏差則直接剔除元器件。

壽命篩選法。主要包括對電子元器件高溫貯存和低溫貯存性能的檢查篩選。電子元器件的低溫貯存篩選原理是，對元器件進(jìn)行冷縮處理后，分析器件的寒冷環(huán)境抵抗能力。在具體處理過程中，首先需要將這類器件放置在符合國家標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境維持設(shè)備內(nèi)并處理較長的時(shí)間，其處理溫度需要控制在-55℃±3℃區(qū)間內(nèi)，由專業(yè)人員記錄環(huán)境溫度參數(shù)，若發(fā)現(xiàn)溫度超限則需要調(diào)整設(shè)備參數(shù)。然后是實(shí)現(xiàn)對元器件表面結(jié)構(gòu)損壞情況的檢查，如果發(fā)現(xiàn)某元器件表面結(jié)構(gòu)已經(jīng)出現(xiàn)了嚴(yán)重的損壞，那么該電子元器件可以直接剔除。最后是針對其他電力學(xué)參數(shù)的檢查，比如對于二極管，分析經(jīng)過低溫處理后是否還具有單向?qū)щ娦裕约捌骷幱谕姞顟B(tài)時(shí)的電阻。在確定二極管狀態(tài)完好后，才可以認(rèn)為通過了篩選。對于大部分電子元器件來說，在高溫環(huán)境下更容易損壞，因而高溫存儲(chǔ)篩選就成為一項(xiàng)工作要點(diǎn)。在專業(yè)處理過程中，需要將各類元器件放置在高溫環(huán)境下，由于不同器件的原理不同，高溫處理的溫度也不同。其中，二極管和三極管的最高溫度若設(shè)為T，那么鍺管的溫度為T±3℃，硅管為T±5℃。電子器件的處理時(shí)間不得低于96h。處理后要檢查電子元器件表面，分析其是否存在表面破損以及其他結(jié)構(gòu)性問題[1]。

電測試篩選法。其主要是完成常溫環(huán)境下的電參數(shù)測試工作，確保在不同的參數(shù)環(huán)境都可以滿足各類元器件的穩(wěn)定運(yùn)行要求。在具體篩選時(shí)，要將周邊環(huán)境參數(shù)控制在穩(wěn)定狀態(tài)，之后再通過對各類參數(shù)的調(diào)整，分析不同環(huán)境中電子元器件的運(yùn)行參數(shù)。在經(jīng)過老化衰減處理后，再檢測該電子元器件的運(yùn)行狀態(tài)，分析參數(shù)包括運(yùn)行穩(wěn)定度和運(yùn)行參數(shù)等。若元器件的運(yùn)行狀態(tài)正常，那么就可以認(rèn)為這類被檢測的器件不存在安全問題。

1.2 篩選試驗(yàn)的應(yīng)力確定原則

在進(jìn)行電子元器件老化篩選的過程中，首先要保證其應(yīng)力不能對元器件造成破壞，但應(yīng)力也不能過低，否則就達(dá)不到篩選效果，因而篩選試驗(yàn)的應(yīng)力確定需要遵循幾項(xiàng)原則：

首先，應(yīng)當(dāng)保證篩選應(yīng)力能夠激發(fā)器件的早期失效;其次，在應(yīng)力能激發(fā)出早期失效的基礎(chǔ)上，將電子元器件的各項(xiàng)缺陷和隱患暴露出來;第三，篩選應(yīng)力應(yīng)當(dāng)要確保正常電子元器件的效力;第四，在篩選結(jié)束后，電子元器件上的殘余應(yīng)力不應(yīng)當(dāng)影響到電子元器件的壽命和使用性能;最后，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況合理控制篩選應(yīng)力的作用時(shí)間。

2 電子元器件老化篩選質(zhì)量控制方法

2.1 電功率老煉工藝質(zhì)量控制方法

電功率老煉過程是指，在特定溫度條件下給電子元器件通上規(guī)定時(shí)間的電應(yīng)力，這就可以讓電子元器件具備提前暴露出潛在缺陷的效果。通常情況下被篩選的老化電子元器件加上一個(gè)額定功率，而篩選溫度基本保持不變，集成電路的老煉溫度較高;而分立元器件的老煉溫度基本為常溫，在實(shí)際篩選元器件的過程中，老煉試驗(yàn)可以加速篩選，能夠?qū)㈦娮釉骷嬖诘陌踩L(fēng)險(xiǎn)提前暴露出來，然后將早期的一些已經(jīng)失效的電子元器件剔除。同時(shí)，電功率老煉作用過程中，電子元器件的運(yùn)行狀態(tài)基本與正常工作狀態(tài)一樣，不會(huì)對電子元器件的運(yùn)行造成額外影響，因而這種方式經(jīng)常被用到電子元器件的篩選過程中。而電功率老煉過程中也需要進(jìn)行質(zhì)量控制，主要從以下幾點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行質(zhì)量控制：

一是在老煉之前對電子元器件老化條件進(jìn)行核對，主要根據(jù)已知工藝資料中的電流和電壓條件進(jìn)行核對;二是要確保電功率老煉的設(shè)備性能良好，同時(shí)還要按照相應(yīng)要求對老煉設(shè)備進(jìn)行定期檢定，確保其檢定合格才能夠投入使用;三是要嚴(yán)格控制老煉過程的操作執(zhí)行，確保操作具有規(guī)范性;四是要在使用老煉設(shè)備時(shí)，確定其接地情況良好，不存在短路或斷路情況，接線夾與接線片也要固定良好，不能出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象;五是在取放電子元器件時(shí)，要做到輕拿輕放，電子元器件的外形受到外力影響可能會(huì)出現(xiàn)變形，因此應(yīng)當(dāng)控制好作用力度。同時(shí)，在將器件插入或拔出其他器具時(shí)不能夠用力過猛，以免損傷到器件結(jié)構(gòu)[2]。