二次筛选生产过程中的质量控制

（中国电子科技集团公司第58研究所，江苏无锡 214035）

二次筛选生产过程中的质量控制

王瑜

（中国电子科技集团公司第58研究所，江苏无锡 214035）

二次筛选不同于一次筛选，是使用方根据特定要求参考有关标准，结合项目的需要进行的筛选。对于进口器件，有关标准的选择尤为重要。随意加严条件的过度筛选不但起不到甄别产品的作用，还会带来其他不良后果，因此，二次筛选的条件把关、过程控制至关重要。二次筛选是电子元器件在装机使用前可靠性的重要保障过程，文章叙述了电子元器件二次筛选的基本概念，重点对二次筛选过程中的条件确认、筛选工序（老炼和电参数测试）及管理方面进行了阐述。

电子元器件；二次筛选；质量控制

1 引言

元器件的二次筛选或可靠性筛选，是在元器件制造厂商进行工艺筛选的基础上，整机研制和生产单位为了满足整机系统对元器件的可靠性要求，按标准规定或技术条件要求的筛选条件，由整机研制或生产单位委托元器件厂进行的筛选。

一般将元器件制造好后进行的出厂筛选称为第一次筛选。而整机科研和生产单位为了满足整机系统对元器件的可靠性要求，对元器件按照验收流程和标准进行的第二次合格性和可靠性筛选，称为元器件二次筛选。元器件的“一次筛选”和“二次筛选”的目的与试验方法基本相同，但是“二次筛选”是在“一次筛选”的基础上裁剪而成的。“二次筛选”只能提高元器件的使用可靠性，不能提高其固有可靠性。因此，在选择元器件时，还是应根据整机、设备的质量与可靠性要求，选择相应的高质量等级的元器件。

元器件的二次筛选，其目的是为了淘汰由于制造缺陷造成的早期失效产品，保证电子元器件的使用可靠性，确保整机的性能和可靠性，所以对电子元器件的二次筛选过程必须进行严格的质量控制。

2 二次筛选的适应范围

二次筛选主要适用于下列4种情况的元器件：

(1)元器件生产方未进行“一次筛选”，或使用方对“一次筛选”的项目和应力未具体了解；

(2)元器件生产方已进行“一次筛选”，但是“一次筛选”的项目或应力还不能满足使用方对元器件的质量要求；

(3)在元器件的产品规范中未作具体规定、元器件生产方也不具备筛选条件的特殊筛选项目；

(4)对元器件生产方是否已按合同规范的要求进行了“一次筛选”或对承制“一次筛选”的有效性有疑问因而需要进行验证的元器件。

以上前三种情况元器件的二次筛选是很难用其他措施替代的，对于第四种情况则除了进行二次筛选外，还可采取对元器件生产方“一次筛选”进行监督等措施来替代二次筛选。

3 电子元器件二次筛选过程中存在的问题

（1）器件的发展速度远远超出测试仪器发展的速度，因此，要达到100%的测试性筛选的可能性几乎不存在。

（2）国内标准的更新速度远远低于国外器件采购的速度，因此国外器件筛选的条件和方法不可能100%准确，检验过程中应力条件的选择存在弱点。

（3）新器件的测试程序开发存在一定难度，尤其是国外进口IC器件，由于商业秘密等多种原因，新器件的资料很难获得，即使有也很难开发出测试程序。

（4）近年来，假冒伪劣产品越来越趋于常态化，进口器件也存在很多拆机件和翻新件，但是委托二筛时并未告知实际情况，造成进口器件二筛检验过程中问题很多，失效率大大提高。

4 元器件在二次筛选过程中的质量控制

从事二次筛选的人员首先要知道筛选流程、筛选标准、筛选条件、技术要求等，了解被筛选元器件的重要技术参数的意义，熟练操作筛选设备，要具备元器件筛选人员的资格。其次，要熟悉国际标准（国外试验条件），了解国际标准与国内标准的区别，时刻关注国外标准的更新，确保国外器件二次筛选试验条件的准确性。下面主要描述二次筛选过程中条件确认、老炼、测试及管理方面的质量控制。

4.1 条件确认的质量控制

4.1.1 BGA封装器件筛选条件确认的质量控制

二次筛选的条件确认是在二筛试验开始前进行的，主要是根据相关二筛协议，确定筛选流程以及筛选标准、筛选条件和技术要求的选择。本文主要针对BGA封装的元器件进行研究。

二次筛选的器件主要分为两大类：国产器件和进口器件。许多国产器件都是根据进口器件的参数、性能和特性，对国外器件进行研究和模仿，继而设计出符合国产化需求的器件，因此也存在很多问题。比如封装形式相同，只是管壳略有差异，但是仅凭肉眼是发现不了的。此类器件在项目评审阶段可能只注重测试能力和试验可行性评审，并不注重进口器件和国产器件在管壳及焊球材料方面的差异，容易导致因插座不匹配而造成盖板损伤和焊球变形。

BGA封装器件在二次筛选过程中应进行如下质量控制：①每次二筛来料都进行详细的尺寸测量，确保来料封装和现有插座相匹配；②每次来料均进行100%目检，并且要求所有电路都必须使用显微镜观察，确保来样外观无异常；③每次试验前都要对插座进行检查，确保插座稳定性和可靠性，确保不会因插座造成器件损伤；④试验前需仔细核查器件手册，确保环境试验温度选择准确，避免在筛选过程中因温度条件选择不当而造成器件损伤。

4.1.2 标准及试验条件选择的质量控制

二次筛选过程中条件选择不当也可能造成器件损伤。二次筛选的流程都是根据客户协议来定的，协议内容还包含所筛器件对应的标准、条件和技术要求。集成电路所选标准为GJB548B-2005《微电子器件试验方法和程序》，分立器件的标准为GJB128-97《半导体分立器件试验方法》。就集成电路而言，GJB548的最新标准为2005版，而国外集成电路883的标准最新版本是2015年更新的，而我们的二筛协议所依据的标准都是GJB548B-2005，与国外的标准差距较大。

GJB主要针对的是国产器件，所以对国产器件的二次筛选影响较小，国外标准更新与否对二筛试验条件和技术要求的选择影响也较小。但是，对于进口器件来说，尤其是混合集成电路，GJB548B-2005已经不能满足器件要求。就密封而言，GJB548B的最小压力为310 kPa，而美军标883最新标准中密封的最小压力为206 kPa，特别适用于大型混合集成电路。假如条件选择不当，容易对器件造成损伤，甚至直接导致器件失效，造成不可挽回的损失。因此，合适的标准和试验条件的选择，对器件的二次筛选有相当大的影响，二次筛选的承制单位也要承担相当大的经济风险。

针对筛选标准和筛选条件的选择，应进行如下质量控制：①二筛承制单位每年都要进行标准比对，列出二次筛选相关试验国内外标准的差异；②如发现器件二次筛选应力条件的选择与送检单位的协议及标准相冲突时，第一时间反馈客户，在征得客户同意的基础上，确定二次筛选的标准及条件；③标准及条件选择时，如发现国内标准已无法满足进口器件的筛选要求，在征得客户同意的基础上，引用国外标准；④与客户的条件确认及反馈必须以正式的书面反馈形式执行，一切口头承诺均视为无效。

4.1.3 生产流程的质量控制

生产流程主要分新品筛选流程和老品筛选流程，本文主要针对新品筛选流程进行论述。新品即二次筛选承制单位第一次承接的项目。新品一般都要经过技术评审（包含测试能力评审和试验能力评审），才能确定是否有能力进行该项目的二次筛选检验。评审结束后才能进行测试开发、老化开发，开发完成后才能开始二次筛选的检验。

二次筛选开始前需要先开具检验流程卡，检验流程卡中包含二次筛选的检验项目、筛选标准、筛选条件和技术要求。一般来说二次筛选的检验项目和筛选标准都是依据客户提供的二筛技术协议来制定，但是具体的试验条件和技术要求都要根据标准来定，因此，检验流程卡的拟制尤其重要。

生产流程的质量控制需从以下几方面做起：

（1）开具检验流程卡的检验员需有一年以上的工作经验；

（2）流程卡拟制完成后，需经由3年以上工作经验的检验员审核后才能投入生产；

（3）新品流程卡除了拟制、审核外，还需有技术主管二次审核并签字，确保试验条件和技术要求无误后方能开始运行；

（4）建立二筛信息库，包含客户信息、产品信息、试验条件信息及技术要求信息，确保所有二筛老品项目都可从二筛信息库中查询相关客户信息和试验信息；

（5）流程卡中设立PDA控制线，如客户协议没有PDA控制线，按内控PDA控制线设定，确保二筛检验过程中能及时发现异常并反馈客户。

4.2 老炼的质量控制

老炼是在规定的温度下给元器件通上规定时间的电应力，使器件具有的潜在缺陷提前暴露。被筛选的器件一般加额定功率，温度基本恒定，集成电路在高温下老炼，分立器件分为常温功率老炼和高温反偏老炼。在高温下加功率的老炼通常称为高温电老炼，这项试验是具有加速度的筛选，它能提前暴露器件潜在缺陷，从而把早期失效的器件剔除。电功率老炼由于比较接近器件的实际工作状态，所以被认为是一种最有效的筛选手段。老炼过程中需要控制的参数有电压、电流、温度、时间等。如果控制不好，如电流或电压应力过大都将对产品产生不应有的损伤，甚至可能引入新的失效因子，产生不良的隐患；如果电流或电压应力过小，器件的不可靠因素难以充分暴露，也就不能剔除潜在缺陷的器件，从而无法达到预期的筛选结果。因此，功率老炼中的参数选择控制显得尤为重要。

老炼的质量控制要从以下几方面做起：

（1）老炼前，按照资料规定的电流和电压条件，认真核对老炼条件；

（2）老炼前，检查所用的老炼设备是否完好，是否按规定定期检定合格，并在有效的计量检定周期内使用；

（2）认真消化老炼设备操作规程，并严格执行；

（4）老炼前检查老化板、插座、电容、电阻等是否完好，确认老化板是否符合要求；

（5）通电前应检查是否有接地、断路和短路现象。器件安装后，应注意检查安装极性；检查接线夹、接线片等是否安装牢固可靠，决不能有松动和脱落现象，此项操作稍有不慎就会造成器件的报废；

（6）对于电子元器件，一般应该轻取轻放，否则容易造成外形变形或尺寸变化。电子元器件在插入或拔出夹具时不能猛插猛取，否则会由于用力过大而造成机械应力疲劳；在保证接触良好的状态下，对器件管脚施加的应力应该越小越好；

（7）插入或拔出器件时要做好防静电措施，确保操作过程中不会对器件造成静电损伤。

4.3 测试的质量控制

为了确保器件测试时的数据准确，且器件不至于损坏或受损伤，应进行如下控制：

（1）严格进行生产线测试程序管控，产线工人调用的程序必须是经过评审并审核通过的程序，为了避免生产过程中产线工人及研发人员随意更改程序，仅赋予产线工人和研发人员调用程序的权限，杜绝程序更改的可能。

（2）严格执行标准环境的测试条件：常温测试的环境温度控制在25±3℃以内；相对湿度为20%～70%；高、低温测试严格按规定的环境温度进行；严格执行器件的规范条件进行参数测试，严格按特定的参数条件及规范要求进行测试。

（3）所用的检测仪器设备应按规定定期检定合格，并在有效的计量检定周期内使用，测量前应先校准仪器，仪器设备的精度应满足试验和检测的要求。

（4）每天由设备维护人员进行设备自检，确保器件上机前设备正常，避免因设备原因造成器件损伤。

（5）测试过程中，器件所施加的电流和电压不能超过器件的最大额定值。测试仪器设备自身的漏电应远小于被测器件的反向漏电流。作为预防措施，应避免引线误接、反接和短路等情况的发生。

4.4 管理方面的质量控制

在二次筛选工作中，只有管理到位，才能保证元器件按照正确的试验条件和方法进行筛选，只有通过系统、规范、有效的管理途径，才能充分发挥二次筛选的把关作用，最终实现军用产品高可靠性的目标。为了提高元器件筛选质量与效率，更好地满足客户要求，在管理上采取以下措施：

（1）由于送筛电子元器件批次多、数量多、时间进度不能满足客户要求的特点，引进了元器件筛选自动排产系统，此系统不但能够及时跟踪器件的完成与未完成情况，还能根据送筛单位、型号等方面生成统计报表，能根据现有产能实现自动排产，大大缩减了工作时间，能有效解决进度与质量的矛盾，实现元器件筛选信息化管理的目的。

（2）在质量上，积极做好质量体系内部审核和监督检查。坚持从源头抓起，控制重点环节，切实暴露问题，持续不断改进，达到闭环的目标；按人员比例配备质量监督员，对筛选检测全过程实施质量监督并记录。

（3）坚持质量信息统计和反馈上报工作。上报内容除了数据统计，重点是批次性问题、可能存在的质量隐患以及对质量控制的建议，为用户提供可靠性的信息，同时也为上级部门制定相应管理措施提供了参考依据。

4.5 包装方面的质量控制

二次筛选运行过程中，包装材料的控制也非常重要。二筛来料的包装都是专用材料，很多材料都是进口的，如需采购其周期很长，但是二次筛选的周期又很短，因此器件的原包装材料不可缺失。为了确保二筛发货时包装材料的完整性，二筛来料后即将原包装保存，直至二筛发货。

如何在二筛过程中确保器件的完好也是非常重要的。因此在二筛过程中，使用防静电托盘、防静电自吸附盒、防静电盒和防静电泡沫中转，确保二筛过程中的防静电防护和物理防护。最后，二筛发货时再使用原包装材料，确保运输过程中器件的完好。

5 结束语

军用电子元器件二次筛选生产过程中的质量控制范围很广，只有充分认识到二次筛选质量的重要性，提高员工的质量意识，才能充分保障元器件二次筛选的质量。

[1]张立新.电子元器件二次筛选及质量控制探讨[J].环境与可靠性，2016，01.

[2]王晓霞，冯素萍.电子元器件二次筛选质量控制方法[J].计算机与数字工程，2010.

[3]孟碧云.军用电子元器件二次筛选质量管理[J].绿色质量与管理，2010.

Studies of Quality Control During Secondary Screening

WANG Yu
（China Electronics Technology Group Corporation No.58 Research Institute,Wuxi 214035,China）

Secondaryscreening,differentfromthefirstone,referstoaspecificscreeningprocessmainlysubject to customer standards and project requirements.It deems more attention when dealing with imported devices. Excessive screeningmayruin the devices.Secondaryscreening,in this case,ensures the reliabilityof devices.In the paper,the concept of secondary screening is overviewed.The condition confirmation,screening sequence (burn-intestandelectricparametertest),andmanagementduringthesecondaryscreeningaredescribedindetails.

electronic components;secondary screening;quality control

TN307

A

1681-1070（2016）12-0040-04

王 瑜（1984—），女，江苏宜兴人，本科，毕业于江南大学，目前从事电子元器件的二次筛选检验工作。

2016-6-13