电子元器件老化筛选过程质量控制分析

尹汤杰 苏可鹏

摘 要：电子元器件在运行过程中会发生老化现象，为了保障相关器件能够正常运作，需要完成电子元器件的老化筛选工作。文章分析了电子元器件的老化筛选方法，探讨了在筛选过程需要面向的对象，并研究了不同筛选方法的作用，同时根据实际老化筛选情况研究出对应的质量控制方法。

关键词：电子元器件;老化筛选;质量控制

中图分类号：TN6 文献标识码：A 文章编号：1674-1064（2021）04-099-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.04.049

电子元器件老化筛选是一项极为重要的工作，有效的筛选能够提高电子元器件在设备中使用的可靠性。文章通过对相关筛选工作经验的总结，探讨了针对电子元器件的专业筛选方法和质量控制方法，以此确保电子元器件的老化筛选工作能够有效落实。

1 电子元器件老化筛选方法

1.1 筛选试验方法

电子元器件老化筛选方法可分为常规筛选方法和特殊环境筛选方法两种，而一般情况下都是使用常规筛选方法，具体根据筛选内容的不同，可以分为以下几种类型。

检查筛选法。该方法主要使用红外线、X射线以及镜检等进行筛选工作，对于使用红外线的筛选，红外线作用于电子元器件后，可以对整个器件的内外部进行检查，有效剔除内部和外表面出现严重缺陷的部件，发挥出筛选功能。而对于使用X射线的筛选，主要是让X射线作用于电子元件管壳的内部和外部，检查管壳内外是否含有外来物质以及装片，同时还能够检查电子元器件存在的封装缺陷以及键合缺陷等，检查芯片是否存在裂纹，对其质量进行有效筛选。

密封性筛选法。该方法主要用于筛选电子元器件的密封性能，能够有效发现并剔除密封性存在缺陷的元器件。如设备外壳出现裂纹、内部出现裂纹、气孔封装不到位、存在微小的漏孔以及封装不规范等元器件，一些老化元器件在长期使用后很可能会出现密封性较差的问题，因而该种筛选方法的有效使用也是十分重要[1]。

环境应力筛选法。环境应力指的是在不同环境下电子元器件的应力作用，其环境主要包括温度、振动以及冲击等特殊环境。使用环境应力筛选法进行筛选时，主要是检查各电子元器件的振动加速度、温度循环、热冲击、离心加速度以及冲击加速度等相关性能是否符合标准，若出现偏差则直接剔除元器件。

寿命筛选法。主要包括对电子元器件高温贮存和低温贮存性能的检查筛选。电子元器件的低温贮存筛选原理是，对元器件进行冷缩处理后，分析器件的寒冷环境抵抗能力。在具体处理过程中，首先需要将这类器件放置在符合国家标准的环境维持设备内并处理较长的时间，其处理温度需要控制在-55℃±3℃区间内，由专业人员记录环境温度参数，若发现温度超限则需要调整设备参数。然后是实现对元器件表面结构损坏情况的检查，如果发现某元器件表面结构已经出现了严重的损坏，那么该电子元器件可以直接剔除。最后是针对其他电力学参数的检查，比如对于二极管，分析经过低温处理后是否还具有单向导电性，以及器件处于通电状态时的电阻。在确定二极管状态完好后，才可以认为通过了筛选。对于大部分电子元器件来说，在高温环境下更容易损坏，因而高温存储筛选就成为一项工作要点。在专业处理过程中，需要将各类元器件放置在高温环境下，由于不同器件的原理不同，高温处理的温度也不同。其中，二极管和三极管的最高温度若设为T，那么锗管的温度为T±3℃，硅管为T±5℃。电子器件的处理时间不得低于96h。处理后要检查电子元器件表面，分析其是否存在表面破损以及其他结构性问题[1]。

电测试筛选法。其主要是完成常温环境下的电参数测试工作，确保在不同的参数环境都可以满足各类元器件的稳定运行要求。在具体筛选时，要将周边环境参数控制在稳定状态，之后再通过对各类参数的调整，分析不同环境中电子元器件的运行参数。在经过老化衰减处理后，再检测该电子元器件的运行状态，分析参数包括运行稳定度和运行参数等。若元器件的运行状态正常，那么就可以认为这类被检测的器件不存在安全问题。

1.2 筛选试验的应力确定原则

在进行电子元器件老化筛选的过程中，首先要保证其应力不能对元器件造成破坏，但应力也不能过低，否则就达不到筛选效果，因而筛选试验的应力确定需要遵循几项原则：

首先，应当保证筛选应力能够激发器件的早期失效;其次，在应力能激发出早期失效的基础上，将电子元器件的各项缺陷和隐患暴露出来;第三，筛选应力应当要确保正常电子元器件的效力;第四，在筛选结束后，电子元器件上的残余应力不应当影响到电子元器件的寿命和使用性能;最后，应当根据实际情况合理控制筛选应力的作用时间。

2 电子元器件老化筛选质量控制方法

2.1 电功率老煉工艺质量控制方法

电功率老炼过程是指，在特定温度条件下给电子元器件通上规定时间的电应力，这就可以让电子元器件具备提前暴露出潜在缺陷的效果。通常情况下被筛选的老化电子元器件加上一个额定功率，而筛选温度基本保持不变，集成电路的老炼温度较高;而分立元器件的老炼温度基本为常温，在实际筛选元器件的过程中，老炼试验可以加速筛选，能够将电子元器件存在的安全风险提前暴露出来，然后将早期的一些已经失效的电子元器件剔除。同时，电功率老炼作用过程中，电子元器件的运行状态基本与正常工作状态一样，不会对电子元器件的运行造成额外影响，因而这种方式经常被用到电子元器件的筛选过程中。而电功率老炼过程中也需要进行质量控制，主要从以下几点内容进行质量控制：

一是在老炼之前对电子元器件老化条件进行核对，主要根据已知工艺资料中的电流和电压条件进行核对;二是要确保电功率老炼的设备性能良好，同时还要按照相应要求对老炼设备进行定期检定，确保其检定合格才能够投入使用;三是要严格控制老炼过程的操作执行，确保操作具有规范性;四是要在使用老炼设备时，确定其接地情况良好，不存在短路或断路情况，接线夹与接线片也要固定良好，不能出现松动现象;五是在取放电子元器件时，要做到轻拿轻放，电子元器件的外形受到外力影响可能会出现变形，因此应当控制好作用力度。同时，在将器件插入或拔出其他器具时不能够用力过猛，以免损伤到器件结构[2]。