电子元器件的筛选与电子元器件质量控制分析

李雪

（南京先进激光技术研究院 江苏省南京市 210000）

为了让人们使用的电子产品更加安全可靠，其中的电子元器件极其重要，科学合理的筛选出符合的电子元器件，进行质量控制是真正发挥出电子元器件在实际应用中的性能和功能及稳定性的前提条件。这项工作的实践性较强，虽然一些生产商对电子元器件进行筛选，但电子元器件仍存在不符合应用要求的问题，甚至，有的生产厂商没有进行基础的筛选。因此，在进行一些研究项目中应用的电子元器件的筛选与质量将影响着项目研究进程及项目成果。探索出电子元器件有效筛选和控制质量的方法途径十分必要。

1 电子元器件筛选的相关阐述

1.1 筛选的原因

需要进行筛选的主要原因，是电子元器件厂商生产出相关元器件经过初步筛选后，其质量远远达不到用户实际应用的标准要求，还需要在生产商筛选的基础上，明确相关的要求，进一步对所需的元器件筛选，主要是验证及补充生产商在电子元器件筛选存在质量问题及不足。电子元器件在生产中也会受到一些因素如原材料、加工工艺、操作、设备波动等的影响，导致最终生产元器件无法达到用户的应用要求，即使性能符合要求，但其中部分有可能存在缺陷或隐患因素的元器件产品，使得在使用的过程中使用寿命在降低，成为失效产品。对于不同的类型的失效情况，需要进行科学的筛选，通过一系列的试验后排除有缺陷和失效的元器件，主要的目的是保证元器件的质量，提高使用的安全性及可靠性。

1.2 筛选范围

电子元器件筛选范围主要是生产厂商对元器件进行初步的筛选的前提下，元器件不符合使用者的要求；或者生产厂商对于元器件根本没有进行筛选；现有的电子元器件筛选的技术及流程不专业；用户对元器件应用要求严格；元器件筛选技术及条件不具备；用户对生产商进行筛选的有效性产生质疑，需要再进行质量的检测。因此，电子元器件需要选择科学有效的方法进行筛选，严格控制其质量。

2 电子元器件筛选方法

2.1 功率老化

完整的电子元器件看不出任何问题，但在实际的使用中就会出现各种问题。在一定的环境温度下，模拟电子元件器实际工作状态，元器件增加一定的电应力，通过电应力的综合作用来加速元器件内部的各物理、化学反应，促使元器件内部中掩藏的各种缺陷及早充分显露出来，从而达到剔除早期失效产品的目的。这种方法能够剔除在生产工艺制造中可能存在的如引线焊接不良、漏电、硅片裂纹等系列缺陷，都有很好的筛选效果，对于无缺陷的元器件，老化也可以促进元器件电参数稳定[1]。

2.2 外观及内部质量检查

基础元器件外观质量检查主要是看其外观是否有明显的破损，引线是否折断、骨架是否有损坏等，检查型号是否匹配，对于电子元器件的可调元件，检查是否在调节范围内、接触点良好等，外观情况使用显微镜或放大镜进行检查筛选，出现以上问题或其他问题的元器件予以剔除；对于一些无法用肉眼观察到的内部缺陷就采用目检及镜检技术检查筛选，通过几种简单常用的镜检技术就能检查出元器件引线、封装、芯片、焊接等缺陷，这种方法能有效筛选出有缺陷等质量问题的元器件。

2.3 环境应力

在电子元器件施加随机振动、恒定高温、及温度循环应力，能够鉴别和剔除的在生产工艺引起早期失效的一种工序或方法。在环境应力下所做的一系列试验，为发现和排除不良零件、元器件、工艺缺陷和防止出现早期失效；为暴露元器件薄弱部分及质量缺陷；目的是暴露薄弱部件及工艺缺陷。也可以在特定的环境应力下，采用低气压、光辐射等不同的方法进行筛选，使用不同的筛选方法，元器件筛选的结果也不尽相同，在实际的筛选中，为满足使用的需求或达到应用的标准，根据元器件失效的特征及特点有针对性地选取环境应力筛选的方法。因此，这种筛选方法能够很好地将有质量问题的元器件剔除。

2.4 密封性

密封性主要是封装结构的密封性，密封性的好坏影响到产品的性能，密封性不良会使得电子元器件开路失效。这种筛选剔除密封不达标的元器件，剔除密封性不良的元器件。当多种类及多个电子元器件安装到线路板上后，可能会出现以下的情况，在一些筛选合格没有任何缺陷的电子元器件焊接于线路板之后，还需要对线路板进行检测，检测时仍会发现线路板上的电子元器件存在密封性缺陷，这可能意味着焊接过程引入某个或某些电子元器件发生密封性失效；当线路板在使用过程中出现失效时，需要确定线路板上的电子元器件是否存在密封性缺陷，如果有电子元器件密封性不合格，需要更换该电子元器件，使得线路板正常工作。

3 质量控制方法

3.1 质量控制要点

在进行几种方法的筛选的过程中，有一些电子元器件可能在筛选检测中出现失效，为了降低在筛选中元器件的失效率，完成筛选检测，就必须要注意一些细节问题。首先，在进行电子元器件筛选检测前要明确所选的方法和操作流程，确定之后严格按照要求执行，因为在检测的过程中采用方法不合理或者操作流程随意不规范就会造成检测失效；在进行实验检测前需要仔细检查极性是否出现接反的问题，极性接反在检测中是极有可能出现的一个问题，元器件极性接反，对质量筛选结果有很大的影响，还会让元器件毁坏甚至是报废，在筛选检测前的检查工作必须要做到位；电流及电压是对元器件筛选检测必不可少的条件，在筛选检测中严格控制对电子元器件所加的电流及电压，电流及电压大于额定值，就会使得造成元器件检测筛选失效；在电子元器件中其中的大部分都是有极性，在存放时要高度重视存放的方法，如果存放中容易高温、引起静电等的存放方法，元器件的性能及稳定性就会受到很大的影响。总的来说，在进行元器件筛选检测质量问题前，要做好一系列的检查准备工作，需要明确筛选检测的方法原理及基本操作流程，明确筛选检测的条件、项目、流程及最终筛选结果参数代表的意义等；同时由于筛选方案及技术多样化且复杂化，需要针对性的选择有利于检测出元器件质量问题的筛选检测方法。

3.2 质量控制

也可选用其他质量控制的有效手段加强质量筛选。元器件筛选过程中，需要在一定的温度范围，对其施加电应力，模拟实际的工作，就能将掩藏无法发现的缺陷尽早充分暴露出来，这种筛选方式虽然能将失效的一部分元器件剔除，但一些元器件筛选达标后在实际应用的过程中可能还会出现失效情况。出现这种问题时，就需要采用提高通的功率、压力及时间等进行老化试验进行反复多次的严格筛选。首先，老化前，根据元器件生产的工艺资料确定检测时的通电条件，明确元器件老化检测条件；所使用的老化设备设施是否正常，在运行中检定其是否合格，要在其计量检定有效周期范围内应用；严格按照老化设备的操作标准进行操作，流程要规范；在老化设备通电前要仔细检查其是否接地、断路及短路情况；元器件安装到设备后，仔细检查元器件的极性线夹、接线片等安装情况，及时剔除有引接线安装问题的元器件，确保在操作中不会出现松动及掉落情况，一旦出现问题将直接导致元器件毁坏甚至是报废；电子电元器件，要遵循轻取轻放的原则，碰撞及挤压会造成其外形或尺寸的变形，在检测过程中插入及拔出夹线的夹具时动作要匀速缓慢，切勿用大力或动作粗鲁，尽量减少因外力作用导致其机械损伤或应力疲劳；在确保元器件及设备接触良好情况下，对元器件管脚的应力要最小；另外，对于一些在试验检测对静电过于敏感的元器件要做好相关的防护措施。

3.3 电参数测试

对元器件进行筛选和质量控制，需要进行电参数测试，因其对测试的环境条件要求严格，对于温湿度及大气压力需要严格控制，控制同时要加以调节[2]。且在进行测试前需要严格依据规范的操作流程及明确的试验参数；电参数测试前设备校准极为关键，测试设备的精准度直接影响到测试的结果，必须确保其测试的精准度，由于满足设定的精准值，试验才能顺利进行，同时其中夹具也要选择恰当，避免因夹具不当使得测试的结果有较大差异；在进行所有的元器件测试前，先用样品进行测试，样品存在问题就不能进行下一步的操作，确保测试的电流和电压在元器件额定值范围内，仔细校正核对，确认无误后开始测试；其中在测试中最不能忽视最为关键的就是试验人员自身的素质及能力问题，如果检测人员的综合操作能力差，操作流程不规范，将对试验结果有一定的影响，因此，必须予以重视。避免人为因素的损坏及报废，同时元器件静电也要做好防护工作。

3.4 应用DPA技术

破坏性物理分析（DPA）针对于电子元器件的设计、结构材料、制造质量和工艺情况等，对样品进行分解以及分解前后的一系列检验分析，根据情况制定监测标准。在此之前，工作人员需要解剖元器件中的内容物进行分析，呈现实际的应用效果。同批次的电子元器件，采用样品进行DPA 监测，并审查再次监测的结果，全面补充其质量控制的方法措施，进一步提升其质量控制的效果。DPA 监测主要作用是将电子元器件中不容易发现的质量缺陷充分暴露出来，特别是水汽含量方面，能合理判断出电子元器件的失效模式。在有效期内管理人员难以发现其中的问题，但可以根据不同时期的表现，对其相关的特征进行分析总结，如腐蚀、内部焊点发生损耗等。尤其注意高端精密的电子研究项目中应用的元器件要定期采用DPA 技术进行验证，这是质量控制最基本内容之一。此外，在对元器件进行组装应用前再次进行DPA 分析，确保监测的频次达到组装应用的标准。

4 电子元器件质量控制有效措施

4.1 管理及控制

想要确保电子元器件质量最重要的方法，是将经过层层筛选质量达到应用标准的元器件在项目及产品中进行合理的应用。即使通过筛选质量合格的元器件经过长时间的存放，其性能及稳定性都会有不同程度的影响。而项目中的电子元器件可靠性受到其实际应用中的稳定性能及质量有直接关系。因此，有效的管理及控制在筛选电子元器件质量的过程中，是元器件可靠安全应用的前提条件。

4.2 质量控制原则

针对实际应用从元器件质优目录中选择质量最好的；相关人员需要对元器件最基础的知识及特性要充分掌握，尤其是电子元器件的极限参数、根据应用环境及最大的额定值等；首先明确极限参数和最大额定值是否相匹配，同时在不同的应用环境及条件需要对额定值进行相关降额达到应用的要求。在对元器件质优目录进行制作时，需要在名单上记录清楚供货的厂商及单位、元器件种类及规格等，严格按照相关的原则执行：优先选择长期供货质量的有保障的元器件生厂产商进行合作；优先选择应用发展且可靠性及安全性较高的元器件成品；元器件实际的应用需要根据应用的先进性及可行性的要求标准；对严格筛选保留时间较长的元器件成品；最大程度上要确保选择的元器件产品符合相关的等级规定或达到最高等级，同时又要避免等级超过标准等情况的出现；在对元器件线路设计时，设计人员完成相关的设计后，需要选择权威及可靠的质量管理或者物资管理的部门对电子元器件的性能及稳定性进行有效的鉴定评价及问题分析。电子元器件筛选需要符合相关的原则及要求，需要严格依据相关规范是否在没有进行选用目录中的电子元器件办理相关的审批手续；结合实际应用中项目及系统的部分要求，电子元器件的抗静电、质量达到的等级以及应用的性能等，对已经筛选完成的电子元器件检测能否达到相关的标准；根据系统及设备的需要散热特点，检查选择实际应用的电子器件是否完全满足要求；元器件在应用中的设计方案对热设计是否科学合理；详细的设计方案过程中其中是否应用达不到要求使用的质量等级较低的元器件；在进行安装应用的过程中应用元器件是否应用标准，应用的方法是否合理等。

4.3 规范电子元器件关键技术

4.3.1 刻槽技术

刻槽对电子元器件质量可靠性能稳定影响很大。应用刻槽技术需要进行监测，严格根据国家规定标准控制消融技术的要点进行，反复核对尺寸，避免因外观影响部件缺陷；定期检查挖掘设施设备，避免其他因素的干扰；主要记录人员要经专业的培训，对待工作要认真负责。

4.3.2 点焊技术

电子元器件点焊是有双面和单面的，常见的是双面点焊，主要是关系到电子产品设备的电极供应，通过接触焊接点，表面使得点焊电流强度降低。在焊接操作中，务必确保不同特性的电缆保持一致；电焊技术检查中，应加强外观及电流强度的详细检查。

5 结语

质量及性能较好的元器件应用在一些电子设备及项目中发挥的可靠性及稳定性极其重要。需要对其进行质量控制，科学筛选，有效控制其性能参数，确保充分发挥出作用，确保应用的产品及项目安全可靠。元器件筛选技术还在不断的发展完善，但在现阶段的实际应用中还需要改进，对控制元器件的质量的有效措施进行探索，确保将其应用到设备及项目中能够稳定运行，减少维修。