電子元器件可靠性系統(tǒng)工程

前言

根據(jù)近年來國內(nèi)外電子整機失效統(tǒng)計，由于在元器件運用方面呵斥的失效不斷在50%上下浮動，而且多年來總是居高不下。針對這一人們普遍關(guān)注的嚴重現(xiàn)實，從對元器件的選擇、控制及運用多方面對元器件的運用可靠性進展討論，希望能對提高電子整機的可靠性起到有益的作用整機的可靠性是由設(shè)計決議的,為了盡量減少由于在元器件運用方面對可靠性的影響,必需從整機研發(fā)階段開場,對元器件的選擇與運用進展控制,來保證整機可靠性。電子元器件的可靠性包括固有可靠性和運用可靠性兩個方面。固有可靠性是可靠性的根底，沒有可靠的元器件，即使最完善的設(shè)計也不能夠使整機系統(tǒng)的可靠性到達設(shè)計要求。運用可靠性那么指元器件用于整機系統(tǒng)時所具有的可靠性。他不僅與元器件的固有可靠性有關(guān)，而且與元器件的選擇、控制與運用有關(guān).目錄一現(xiàn)代質(zhì)量觀念

二元器件的選擇與控制三元器件挑選技術(shù)四微電子器件五阻容元件六其它元件

一、現(xiàn)代質(zhì)量觀念

質(zhì)量定義：〔1〕按國標GB/T6583-92定義“反映產(chǎn)品或效力滿足明確或隱含需求才干的特征和特征總和〞?！?〕按質(zhì)量管理和質(zhì)量保證國際規(guī)范匯編的質(zhì)量定義“反映實體滿足和潛在需求才干特征之總和〞?！?〕按ISO9000：2000版定義“質(zhì)量是一組固有特征滿足要求的程度〞?，F(xiàn)代質(zhì)量觀念現(xiàn)代質(zhì)量觀念以為:質(zhì)量包含了產(chǎn)品的性能特性.專門特性.經(jīng)濟性.時間性.順應(yīng)性和美學(xué)性等方面。是產(chǎn)品滿足運用要求的特性總和〞。

現(xiàn)代質(zhì)量觀念從以前主要追求性能特性到重觀視專門特性,在有限的資源的約束下實現(xiàn)產(chǎn)品性能特性與專門特性的優(yōu)化平衡,從而到達中心效能和壽命周期用之閻間的權(quán)衡.質(zhì)量持性包含了產(chǎn)品的性能特性.專門特性.經(jīng)濟性.時間性.順應(yīng)性等。是產(chǎn)品運用要求的特性總和.

整機產(chǎn)質(zhì)量量定義為：

產(chǎn)品滿足〔用戶〕運用要求的特性總和。

質(zhì)量持性=性能特性＋專門特性＋經(jīng)濟性＋時間性＋順應(yīng)性。

請留意：①性能是產(chǎn)質(zhì)量量的組成部分。它可用儀器設(shè)備丈量其性能目的。②專門特性不僅僅指可靠性，還包括M、S、T等專業(yè)。③經(jīng)濟性、時間性、順應(yīng)性也是產(chǎn)質(zhì)量量的組成部分。而且現(xiàn)代質(zhì)量觀以為：經(jīng)濟性不僅僅指采購費用，而是“壽命周期費用;時間性指按期交付;順應(yīng)性是反映系統(tǒng)滿足用戶需求、符合市場需求的才干。產(chǎn)品“專門特性〞概念的引出。專門特性=R＋S+M+T。這是現(xiàn)代系統(tǒng)工程的開展和用戶在運用產(chǎn)品過程中實踐需求而引出的。在專門特性中，最初用戶只提對可靠性〔R〕的要求，就是如今，航天產(chǎn)品普通也不提維修性、保證性要求。但隨著現(xiàn)代工程系統(tǒng)的復(fù)雜化，系統(tǒng)的專門特性顯得越來越重要。例如工程系統(tǒng)的日益龐大和復(fù)雜、再加上運用環(huán)境的復(fù)雜和惡劣、繼續(xù)無缺點義務(wù)時間的加長、運用者生命平安遭到劇烈關(guān)注、市場競爭的猛烈，一系列要素，促運用戶認識到不僅要求產(chǎn)品可靠，而且要求出了缺點好修，運用維護費用低、壽命長；作為研制方，也總希望投資小、周期短、研發(fā)一次勝利。而這些都與系統(tǒng)的專門特性相關(guān)。質(zhì)量與可信性

質(zhì)量通常要轉(zhuǎn)化成有規(guī)定目的的特性，普通包括：

功能：指各項技術(shù)目的可信性：是一個集合性術(shù)語，表示可用性及其影響，僅用于非定量的普通描畫，其指點思想是以預(yù)防為主，及早發(fā)現(xiàn)缺陷并采取糾正措施?？捎眯允窃谕馔獠抠Y源得到保證的情況下，處于執(zhí)行功能的才干，它是產(chǎn)品可靠性、維修性、測試性、維修保證性〔簡稱四性〕的綜合反映。還應(yīng)包括產(chǎn)品的平安性、經(jīng)濟性、美學(xué)性等。開展可靠性任務(wù)的意義可靠性定義:按GB3187-82<可靠性根本名詞術(shù)語>定義可靠性：在規(guī)定的條件和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的才干.可靠性與條件、時間、功能、才干四個要素有關(guān)

可靠性是一門系統(tǒng)科學(xué),綜合科學(xué)和邊沿科學(xué).可靠性作為一門獨立學(xué)科己為世人所屬目.可靠性是產(chǎn)品的重要質(zhì)量目的，可靠性工程與管理是研討產(chǎn)品可靠性的綜合學(xué)科，各企業(yè)的指點，管理人員及全體工程技術(shù)人員迫切需求掌握的一門新學(xué)科。產(chǎn)品可靠性目的估計是可靠性工程重要任務(wù)工程之一,是可靠性設(shè)計﹑可靠性分析﹑可靠性實驗等任務(wù)的根底.因此,國內(nèi)外都投入大量人力﹑資金進展這項任務(wù).可靠性目的估計方法經(jīng)過三十多年的運用和開展,已不僅僅被軍品企業(yè)所采用.由于科技提高的速度越來越快,尤其是電子元器件程度與種類的迅速開展,傳統(tǒng)的可靠性估計方法也不斷遇到挑戰(zhàn).美國MIL-KDBK-217曾經(jīng)過7次更新到目前的F版本,我國的GJB299經(jīng)過3次更新到目前的GJB/Z299B.當(dāng)代可靠性理念

九十年代可靠性步入理念更新時期,改動了一些傳統(tǒng)的可靠性任務(wù)方法,一些經(jīng)典實際也在被修政改.可靠性新思緒對我們有很大啟示,當(dāng)代可靠性關(guān)注的主要要點有以下五個方面:一.以無維修運用期取代原先的MTBF,改動隨機失效是無法防止的舊觀念.二.對可靠性定義的再認識,從缺點定時,到缺點定數(shù),就是系統(tǒng)有幾個功能缺點.三.從缺點修繕轉(zhuǎn)移到方案預(yù)防維修.四.向在產(chǎn)品壽命周期內(nèi)不出現(xiàn)致命缺點方向邁進.五.可靠性與經(jīng)濟接受性一一可靠性管理與普通質(zhì)量管理的關(guān)系

可靠性是產(chǎn)品的重要質(zhì)量目的，可靠性工程與管理是研討產(chǎn)品可靠性的綜合學(xué)科，各企業(yè)的指點，管理人員及全體工程技術(shù)人員迫切需求掌握的一門新學(xué)科?？煽啃怨芾戆?組織機構(gòu)建立’.保證大綱制定與實施.方針政策.目的與規(guī)劃.監(jiān)視與控制.規(guī)范與法規(guī).培訓(xùn)與情報.信息搜集與交換.用戶效力等.可靠性系統(tǒng)工程是可靠性工程〔R〕、維修工程〔M〕和保證工程〔S〕在上世期60年代開展的根底上，到90年代趨向綜合化，主要表如今目的的綜合和工程的綜合上，從而構(gòu)成一門新學(xué)科—可靠性系統(tǒng)工程，即研討產(chǎn)品全壽命、周期過程同缺點作斗爭的工程技術(shù)?？煽啃怨芾硇路绞揭?推行綜合產(chǎn)品和過程研制管理(IPPD)(IPPD)是一種從產(chǎn)品方案論證與確定系統(tǒng)設(shè)計.消費.直至運用和保證的各種活動同時綜合起來的一種科學(xué)管理過程.二.推行并行工程在產(chǎn)品設(shè)計和研制期間,同時思索用于管理.研制.制造.驗證.實驗.安裝.運用.維修.保證等過程技術(shù)及能夠發(fā)生情況對策三.實施網(wǎng)化管理二.電子元器件的選擇、控制電子元器件的選擇和控制是保證元器件合理運用的重要環(huán)節(jié),由于電子元器件的選擇和控制是一個多學(xué)科的義務(wù),要求電路設(shè)計師獨立完成是不現(xiàn)實的.通常應(yīng)有可靠性工程師.元器件工程師及物資采購人員配合共同完成〔1〕元器件的質(zhì)量等級〔2〕元器件的可靠性等級〔3〕“七專〞元器件〔4〕元器件的選擇原那么〔5〕元器件的驗收規(guī)那么〔6〕元器件的存儲期與超期復(fù)驗〔7〕元器件可靠性保證大綱〔8〕研制整機元器件的控制1、元器件的質(zhì)量等級所謂“質(zhì)量等級〞是指元器件在制造、實驗、挑選過程中的其質(zhì)量控制等級，質(zhì)量等級的主要根據(jù)是采用的規(guī)范.質(zhì)量系數(shù)丌Q那么反映不同質(zhì)量等級的元件器其失效率的差異程度.國產(chǎn)元器件的質(zhì)量系數(shù)丌Q應(yīng)桉GJB/Z299B;美國元器件桉MIL一KDBK一217F(電子設(shè)備可靠性予計手冊)計算.

在整機系統(tǒng)的可靠性予計中，元器件的運用失效率可以簡單地用下式表示：

入p=入b(丌E.×丌Q.×k)入p：運用失效率入b：根本失效率：式中：丌E：環(huán)境系數(shù)丌Q：質(zhì)量系數(shù)k：其他影響要素〔運用系數(shù)、種類系數(shù)等綜合要素)集成電路任務(wù)失效率πQ:質(zhì)量系數(shù)πT：溫度應(yīng)力系數(shù)πV：電壓應(yīng)力系數(shù)πE：環(huán)境系數(shù)πL：成熟系數(shù)C1.C2：電路復(fù)雜度失效率C3：封裝復(fù)雜度失效率以上失效率模型包括了單片雙極與MOS數(shù)字.模擬電路.存儲器可編程只讀存儲器PROM失效率模型為：

λp＝πQ[C1.πT.πV.πPT+(C2+C3)πE]πL式中:πPT為PROM只讀存貯器的工藝系數(shù)λp＝πQ[C1.πT.πV.+(C2+C3)πE]πL國產(chǎn)半導(dǎo)體分立器件質(zhì)量等級質(zhì)量等級質(zhì)量要求補充說明質(zhì)量系數(shù)丌Q雙極晶體管二極管場效應(yīng)管AA1執(zhí)行GJB33-85，且經(jīng)軍用電子元器件質(zhì)量認證合格的GCT級（超特軍級）產(chǎn)品A2執(zhí)行GBJ33-85，且經(jīng)軍用電子元器件質(zhì)量認證合格的GT級（特軍級）產(chǎn)品A3執(zhí)行GJB33-85，且經(jīng)軍用電子元器件質(zhì)量認證合格的GP級（普軍級）產(chǎn)品按QZJ840611A“七?！奔夹g(shù)條件組織生產(chǎn)的產(chǎn)品0.080.1-0.30.25A4執(zhí)行GB4937.1-85，且經(jīng)中國電子元器件質(zhì)量認證委員會認證合格的Ⅱ類產(chǎn)品。符合GB4937.1-85ⅲ類產(chǎn)品。按QZJ840611-840613“七?！奔夹g(shù)條件組織生產(chǎn)的產(chǎn)品0.2BB1執(zhí)行GB4589.1的Ⅱ類產(chǎn)品；按軍用標準篩選要求進行篩選的B2質(zhì)量等級的產(chǎn)品按“七九零五”七專質(zhì)量控制技術(shù)條件組織生產(chǎn)的產(chǎn)品0.40.4-0.70.5B2執(zhí)行GB4589.1的Ⅰ類產(chǎn)品執(zhí)行SJ614-73的產(chǎn)品1.01.01.0C低檔產(chǎn)品6.0（塑封產(chǎn)品為10）國產(chǎn)單片集成電路的質(zhì)量等級質(zhì)量等級質(zhì)量要求補充說明質(zhì)量系統(tǒng)單片電路AA1執(zhí)行GJB597-88，且經(jīng)軍用電子元器件質(zhì)量認證合格的S級產(chǎn)品A2執(zhí)行GJB597-88，且經(jīng)軍用電子元器件認證合格的B級產(chǎn)品0.1A3A4執(zhí)行GJB597-88，且經(jīng)軍用電子元器件認證合格的B1級產(chǎn)品執(zhí)行GJB4589.1-84，且經(jīng)中國電子元器件認證委員會認證合格的Ⅱ類電路；按ＱＺＪ８４０６１４-８４０６１５“七專技術(shù)條件組織生產(chǎn)的Ｉ、ＩＡ類單片電路；0.25BB1按ＧＪＢ５９７－８８的Ｂ２質(zhì)量等級產(chǎn)品；執(zhí)行ＳＪ３３１－８３的Ⅱ類單片電路；按“七九零五”七專質(zhì)量控制技術(shù)協(xié)議組織生產(chǎn)的產(chǎn)品0.5B2符合GB4589.1的Ｉ類產(chǎn)品1CC1執(zhí)行ＳＪ３３１－８３的Ⅳ類單片電路；4C2低檔產(chǎn)品14混合集成電路的質(zhì)量等級

質(zhì)量等級質(zhì)量要求補充說明質(zhì)量系統(tǒng)混合電路AA1符合GJB2438列入鑒定合格制造廠K級產(chǎn)品A2符合GJB2438列入鑒定合格制造廠H級產(chǎn)品A3A4符合GJB2438列入鑒定合格制造廠H1級產(chǎn)品符谷合GB8976和GB11498質(zhì)量評定水平為K級的產(chǎn)品按ＱＺＪ８４０６１６“七專技術(shù)條件組織生產(chǎn)的混合電路；0.25BB1符合GB8976和GB11498質(zhì)量評定水平為L級的產(chǎn)品按“七九零五”七專質(zhì)量控制技術(shù)協(xié)議組織生產(chǎn)的產(chǎn)品0.5B2符合GB8976和GB11498質(zhì)量評定水平為M級的產(chǎn)品1.0C低檔產(chǎn)品14美國半導(dǎo)體分立元件的質(zhì)量等級質(zhì)量等級質(zhì)量系數(shù)代號名稱JANSJANJXVJANJXJAN宇航級超特軍級特軍級普軍級民用（氣密封裝）0.050.10.2～0.31.05.0美國集成電路的質(zhì)量等級質(zhì)量等級質(zhì)量要求質(zhì)量系數(shù)代號S宇航級完全符合MIL-M-38510的S級要求，列入QPL-38510的S級0.25S—1完全符合MIL-STD-975或MIL-STD-1547要求，并有采購機關(guān)的規(guī)范批準0.75B軍用級完全符合MIL-M-38510的B級要求，列入QPL-38510的B級1.0B—1完全符合MIL-STD-883的B級要求并按照標準軍用圖紙（SMD）、國防電子供應(yīng)中心（DESC）的圖紙或政府批準的其他文件進行采購2.0B—2不完全符合MIL-STD-883的1.2.1節(jié)要求，按政府批準文件，包括賣方等效的B級要求進行采購5.0D民用級氣密封裝的具有正規(guī)可靠篩選和制造廠質(zhì)量保證措施的器件，用有機材料封裝的器件必須經(jīng)過規(guī)定實驗（包括125°C、160小時老化，10次-550C~+1250C溫度循環(huán)等）后參數(shù)測試合格10.0D—1用有機材料（如環(huán)氧樹脂）封裝的民用（或非軍用標準）器件20.0國產(chǎn)元件的質(zhì)量等級質(zhì)量等級質(zhì)量要求說明質(zhì)量要求補充說明A級A1級按國家軍用標準組織生產(chǎn)和管理的產(chǎn)品按QZJ8406技術(shù)條件生產(chǎn)和管理的產(chǎn)品A2級按質(zhì)量認證標準經(jīng)認證委員會鑒定合格的產(chǎn)品B級B1級經(jīng)針對性篩選的B2質(zhì)量等級的產(chǎn)品B2級按一般的國標、部標組織生產(chǎn)和管理的產(chǎn)品C級低檔產(chǎn)品固體鉭電容器的質(zhì)量等級質(zhì)量等級質(zhì)量要求補充說明質(zhì)量系統(tǒng)AA1B符合GJB63A列入合格產(chǎn)品目錄B級產(chǎn)品A1Q符合GJB63A列入合格產(chǎn)品目錄Q級產(chǎn)品A1LA1WA2符合GJB63A列入合格產(chǎn)品目錄L級產(chǎn)品符合GJB63A列入合格產(chǎn)品目錄W級產(chǎn)品符合GJB1312列入合格的產(chǎn)品經(jīng)認證委員會認定合格的產(chǎn)品按ＱＺＪ８４０６１６“七專技術(shù)條件組織生產(chǎn)的混合電路；0.030.50.3BB1有附加質(zhì)量妾要求的B2級產(chǎn)品按“七九零五”七專質(zhì)量控制技術(shù)協(xié)議組織生產(chǎn)的產(chǎn)品0.5B2符合GB2693和GB7213質(zhì)量的產(chǎn)品1.0C低檔產(chǎn)品5液體鉭電容器的質(zhì)量等級質(zhì)量等級質(zhì)量要求補充說明質(zhì)量系統(tǒng)AA1B符合GJB63A列入合格產(chǎn)品目錄B級產(chǎn)品A1Q符合GJB63A列入合格產(chǎn)品目錄Q級產(chǎn)品A1LA1WA2符合GJB63A列入合格產(chǎn)品目錄L級產(chǎn)品符合GJB63A列入合格產(chǎn)品目錄W級產(chǎn)品符合GJB1520列入合格的產(chǎn)品經(jīng)認證委員會認定合格的產(chǎn)品按ＱＺＪ８４０６１６“七專技術(shù)條件組織生產(chǎn)的混合電路；0.030.10.3BB1有附加質(zhì)量妾要求的B2級產(chǎn)品按“七九零五”七專質(zhì)量控制技術(shù)協(xié)議組織生產(chǎn)的產(chǎn)品0.5B2符合GB2693和GB7213質(zhì)量的產(chǎn)品1.0C低檔產(chǎn)品5鋁電解電容器的質(zhì)量等級質(zhì)量等級質(zhì)量要求補充說明質(zhì)量系統(tǒng)AA1B符合GJB63A列入合格產(chǎn)品目錄B級產(chǎn)品A1Q符合GJB63A列入合格產(chǎn)品目錄Q級產(chǎn)品A1LA1WA2符合GJB63A列入合格產(chǎn)品目錄L級產(chǎn)品符合GJB63A列入合格產(chǎn)品目錄W級產(chǎn)品符合GJB1520列入合格的產(chǎn)品經(jīng)認證委員會認定合格的產(chǎn)品按ＱＺＪ８４０６１６“七專技術(shù)條件組織生產(chǎn)的混合電路；0.030.10.3BB1有附加質(zhì)量妾要求的B2級產(chǎn)品按“七九零五”七專質(zhì)量控制技術(shù)協(xié)議組織生產(chǎn)的產(chǎn)品0.5B2符合GB2693和GB7213質(zhì)量的產(chǎn)品1.0C低檔產(chǎn)品52、元器件的失效率等級元器件的可靠性，常用失效比例來測定，比較容易了解的是平均失效率。平均失效率=失效產(chǎn)品的百分比/任務(wù)時間。失效率等級實效率等機代表符號失效率亞五級Y3×10-5五級W1×10-5六級L1×10-6七級Q1×10-7八級B1×10-8九級J1×10-9十級S1×10-10失效率等級是指在未計算環(huán)境應(yīng)力.性能結(jié)構(gòu).質(zhì)量系數(shù)等.僅計算溫度和電應(yīng)力作用的失效率失效率λ〔t〕電子元器件的失效率，普通用瞬時失效率表示.為了比較容易了解，常用失效比例來測定。它的表示公式為：例如：某型號的電容器平均失效率為1%/1000小時時，它的意思是100只電容器運用1000小時，平均有一只失效，失效率為1×10-5/元件小時。任務(wù)失效率λp

任務(wù)失效率是元器件在運用環(huán)境下的失效率。任務(wù)失效率不僅思索溫度與電應(yīng)力而且還包括質(zhì)量控制等級、環(huán)境應(yīng)力、運用形狀、功能額定值和種類、構(gòu)造等影響。普通元器件〔除集成電路〕的失效率模型是λp與其它們一系列修正因子的乘積。

根本失效率λb根本失效率λb是電子元器件在電應(yīng)力和溫度應(yīng)力作用下的失效率，是未計算其質(zhì)量控制等級，環(huán)境應(yīng)力、運用形狀、功能額定值和種類，構(gòu)造等影響要素，只計算溫度和電應(yīng)力比影響時的失效率。詳細數(shù)據(jù)可查GJB299<電子設(shè)備可靠性予計手冊>。通用失效率λG通用失效率是指元器件在某一環(huán)境類別中，在通用環(huán)境溫度和常用任務(wù)應(yīng)力下的失效率。在元器件計數(shù)可靠性予計中普通運用通用失效率。通用失效率λG可從GJB299<電子設(shè)備可靠設(shè)計手冊>中的5.2節(jié)中查找各類元器件在該環(huán)境類另下的通用失效率。3、“七專〞元器件所謂“七專〞是指凡是“七專〞元器件都必需專技〔專門制定技術(shù)條件,假設(shè)供貨合同沒有特別要求,普通桉現(xiàn)行規(guī)范供貨〕；專料〔經(jīng)過認定合格的資料〕；專線〔專門設(shè)立高可靠元器件消費線〕；專人〔從消費線挑選技術(shù)最好的消費人員組成〕；專檢〔用最先進的檢測方法專人進展檢驗〕；?？ā惨竺總€元器件有跟蹤卡片每道工序都要在卡片上填寫操作者姓名〕；專篩〔針對每種元器件的失效機理制定挑選條件進展挑選〕?！捌邔（曉饕?guī)范QZJ84061、840611A半導(dǎo)體二、三極管“七專〞技術(shù)條件QZJ840614半導(dǎo)體數(shù)字電路“七專〞技術(shù)條件QZJ840615半導(dǎo)體模擬集成電路“七專〞技術(shù)條件QZJ840616混合集成電路電路“七專〞技術(shù)條件QZJ840624～34電子元件“七專〞技術(shù)條件〔阻容元件部分〕QZJ840617～18電磁繼電器、溫度繼電器“七專〞技術(shù)條件QZJ840619～20低頻插頭座、高頻插頭座“七專〞技術(shù)條件QZJ840621石英晶體“七專〞技術(shù)條QZJ840623鐵氧體罐形磁芯“七專〞技術(shù)條件4、元器件的選擇規(guī)那么〔1〕盡量選用列入合格產(chǎn)品清單〔QPL〕的元器件〔2〕盡量選用優(yōu)選元器件清單的產(chǎn)品〔PPL〕〔3〕正確選擇元器件的質(zhì)量等級〔4〕盡量選用規(guī)范和通用元器件，慎重選用新種類和非標元器件〔5〕在提供元器件清單時，必需弄清楚元器件標志的含義，防止采購回來的元器件不符合整機系統(tǒng)的可靠性要求〔6〕封裝方式的選擇〔7〕航天、航空及高可靠電子系統(tǒng)的選擇5.元器件的驗收規(guī)那么〔1〕到貨元器件應(yīng)與合同的供貨單位，供貨稱號、規(guī)格、數(shù)量、質(zhì)量等級等相符合〔2〕進展外觀驗收，外觀驗收應(yīng)包括：外觀有無破損、傷痕、霉點等；標志能否明晰、結(jié)實；出廠日期能否超期；質(zhì)量文件能否完備，包裝能否符合要求〔3〕進展常溫電參數(shù)測試〔4〕按規(guī)定進展環(huán)境實驗及高低溫實驗〔5〕恢復(fù)包裝出示檢驗合格憑證〔6〕“七專〞元器件驗收按規(guī)定執(zhí)行6、軍用電子元器件的有效儲存期及超期復(fù)驗(1)軍用電子元器件的有效存貯期決議存貯期的三大要素:Ⅰ.產(chǎn)品的設(shè)計工藝與元資料Ⅱ.存貯元器件的環(huán)境條件Ⅲ.產(chǎn)品存貯后的合格判據(jù)

(2)元器件有效存貯期與電子整機有效存貯期的關(guān)系(3)元器件超期后的復(fù)驗及繼續(xù)有效期電子元器件倉庫儲存環(huán)境條件溫度:-5—300C對濕度:不大于75必需在清﹑通風(fēng)﹑無腐蝕氣體倉庫內(nèi)存放靜電敏感器件要桉防靜電要求包裝存放對磁性元件要放在有屏蔽作用的容器內(nèi)﹪超期復(fù)驗技術(shù)條件根據(jù)元件儲存期超越有效期時間的長短，分為Ａ、Ｂ、Ｃ三類：a.儲存期已超越有效儲存期但未超越50％的為Ａ類：b.儲存期已超越有效儲存期50％但未超越100的為Ｂ類：c.儲存期已超越有效儲存期100％的為Ｃ類。A類復(fù)驗技術(shù)條件ⅰ外觀檢查1.用5～10倍放大鏡100％檢查元件的外觀質(zhì)量。2.凡引出端有銹蝕、損傷，外殼漆皮起泡、零落或標志不清的元件應(yīng)予剔除。當(dāng)剔除率超越3％〔或1個取大值，以下同〕，那么整批不準運用。ⅱ參數(shù)丈量1.在常溫下根據(jù)元件的技術(shù)規(guī)范100％丈量電參數(shù)，當(dāng)致命失效〔無性能、斷腿、掉帽等〕元件的比例超越1％或電參數(shù)不合格元件的比例超越5％，那么整批不準運用。2.凡在“二次挑選〞時經(jīng)過高低溫測試的元件，復(fù)驗時也應(yīng)作高、低溫測試，測試結(jié)果如合格超越10％時，那么整批不準運用。ⅲ密封性檢查1.按規(guī)定100％進展檢查。2.剔除如不合格比例大于20%時，那么整批不準運用。ⅰB類復(fù)驗技術(shù)條件ⅰ外觀檢查復(fù)驗技術(shù)條件同A.ⅰ條。ⅱ參數(shù)丈量復(fù)驗技術(shù)條件同.ⅱ條。ⅲ密封性檢查復(fù)驗技術(shù)條件同ⅲ條。ⅳ引出端質(zhì)量檢查按抽樣進展實驗，樣品允許選用參數(shù)不合格的元件。實驗項實驗方法要點引出端拉力:沿軸線方向加靜負荷Ｆ1〔1kgf〕30Ｓ引出端彎曲:加靜負荷Ｆ2〕：離根部10mm處緩慢彎曲900，往返3次?？慑a焊性:外表沾松香酒精作助焊劑，浸入溶融的錫液中，5Ｓ后檢查沾錫面積，應(yīng)不小于浸入面積的90％。抽樣方法:每項實驗抽5個樣品：每個樣品檢驗2個引出端。注：1〕Ｆ1——其值為10d〔單位：Ｎ〕：d為引出端直徑〔單位：mm〕。2〕Ｆ2＿＿＿其值為Ｆ1的四分之一．僅適用于線狀引出端的質(zhì)量檢查，非線關(guān)引出端不要求作上述實驗。實驗后用5倍以上放大鏡檢查外觀及可錫焊性質(zhì)量質(zhì)量。當(dāng)1個或1個以上引出端有裂痕、折斷、鍍層剝落或沾錫面積缺乏90％時，均以為不合格，整批不準運用。ⅴ.Ｘ射線檢查對于有極性的固體鉭電解電容器就應(yīng)作兩個方向的Ｘ射線檢查：檢查方法及合格判據(jù)按ＧＪＢ63Ｋ第2.10條規(guī)定。ⅵ.破壞性物理分析破壞性物理分析僅適用于液體鉭電解電容器，對其它阻容元件不要求作該項分析。樣品抽取每批抽取樣品不少于5件〔其中至少有1件為參數(shù)合格的樣品〕。分析方法剖開外殼，用適當(dāng)放大倍數(shù)的顯微鏡欣賞內(nèi)部質(zhì)量，當(dāng)有1件或1件以上樣品的內(nèi)壁與電解液接觸部分有腐蝕景象，腐蝕超越壁厚三分之一時，那么整批不準運用。Ｃ類阻容器件復(fù)驗條件按B類規(guī)定的各項實驗復(fù)驗。鉭電解電容器進展全面的挑選。復(fù)驗合格的阻容元件可用于初樣產(chǎn)品或地面設(shè)備上。假設(shè)需用在正樣產(chǎn)品上，必需報總師同意。元器件類別有效貯存期超期測試項目繼續(xù)有效期備注功率型線繞電阻器氧化膜電阻器金屬膜電阻器微調(diào)電阻器5年抽樣作外部目檢抽樣作可焊性試驗100%測量電參數(shù)3年超過“繼續(xù)有效期”不準使用精密型線繞電阻器5年在高溫下100%測量電參數(shù)；其余同上3年超過“繼續(xù)有效期”不準使用碳質(zhì)電阻器5年超過有效貯存期不準使用玻璃介質(zhì)電容器5年抽樣作外部目檢抽樣作可焊性試驗100%測量電參數(shù)3年超過“繼續(xù)有效期”不準使用陶瓷介質(zhì)電容器5年125℃貯存4h后測量;其余同玻璃介質(zhì)電容器3年固體鉭電容器5年在+85℃下進行充放電放老化96h(PDA＜10%);進行破壞性物理分析;其余同玻璃介質(zhì)電容器3年液體鉭電容器（鉭外殼）5年同固體鉭電容器3年液體鉭電容器（銀外殼）5年超過有效貯存期不準使用塑料薄膜電容器5年元器件類別有效貯存期超期測試項目繼續(xù)有效期備注雙結(jié)型半導(dǎo)體器件結(jié)型場效應(yīng)晶體管CMOS電路MOS場效應(yīng)晶體管金屬外殼二極管非模制的光電器件5年抽樣作外部目檢抽樣作可焊性試驗進行破壞性物理分析100%測量電參數(shù)3年超過“繼續(xù)有效期”不準使用玻璃外殼二極管5年不要求進行破壞性物理分析，如適用應(yīng)作密封性檢查。其余同上3年非柔性絕緣連接器5年抽樣作外部目檢100%測量電參數(shù)5年超過“繼續(xù)有效期”不準使用柔性絕緣連接器5年3年接觸件5年3年微動開關(guān)5年抽樣作外部目檢抽樣作可焊性試驗進行破壞性物理分析100%測量電參數(shù)3年繼電器5年如適用應(yīng)作密封性檢查其余同微動開關(guān)3年晶體5年抽樣作外部目檢抽樣作可焊性試驗進行破壞性物理分析100%測量電參數(shù)3年濾波器5年不要求進行破壞性物理分析，要求在25℃下測量絕緣電阻和電容。其余同晶體。3年射頻線圈5年不要求進行破壞性物理分析，要求在125℃下100%測量電參數(shù)。其余同晶體。3年保險絲5年超過有效貯存期不準使用軍用電子元器件到貨期限的規(guī)定根據(jù)有關(guān)國軍標和過去一向執(zhí)行的實踐情況,為了確保軍用電子元器件的質(zhì)量。特重申在訂購軍用電子元器件時，必需控制元器件的消費年限?，F(xiàn)將各類元器件有的有效期公布如下：半導(dǎo)體器件類A塑封器件2年B其它方式封裝器件3年電真空器件A電阻電位器具3年B固體鉭電解電容器及其它電容器3年C液體鉭電解電容器、鋁電解電容器2年機電元件類A密封電磁繼電器2年B電銜接器3年C石英諧振器3年7、元器件可靠性保證大綱根據(jù)GJB450-88<配備研制與消費的可靠性通用大綱>要求承制方要制定元器件大綱。元器件保證大綱普通應(yīng)具備以下幾個方面的內(nèi)容：〔1〕根據(jù)整機系統(tǒng)的運用要求〔2〕要規(guī)定各種元器件的質(zhì)量等級要求〔3〕對關(guān)鍵件、重要件要由總師組織有關(guān)人員進展充分論證〔4〕對新型元器件要經(jīng)過仔細分析并經(jīng)環(huán)境實驗最后經(jīng)評審確定〔5〕要根據(jù)整機可靠性予計要求，制定出各種元器件的詳細降額要求〔6〕要指定出需求進展二次篩元器件的挑選條件〔7〕要建立元器件信息反響系統(tǒng)〔8〕要建立元器件質(zhì)量控制指點小組8.研制整機系統(tǒng)的元器件質(zhì)量控制

研制整機元器件的控制普通可按三個階段

進展控制:〔一〕整機系統(tǒng)設(shè)計方案開場提元器件清單時開場控制，控制的重點是關(guān)鍵元器件和新型元器件〔二〕電路實驗階段對選用的元器件種類進展控制〔三〕在詳細設(shè)計階段對元器件運用應(yīng)力進展控制三.電子元器件挑選技術(shù)1.電子元器件挑選的目的與要求2.電子元器件二次挑選的適用范圍3.確定元器件挑選程序的根據(jù)4.元器件補充挑選的局限性和風(fēng)性.5.進展挑選付出的代價值不值6對普通元器件挑選工程利弊的分析7.挑選淘汰率8.電子元器件檢測與挑選所具備的根本件.9.器件的測試10.挑選程序舉例1.電子元器件挑選的目的與要求

由于元器件在制造過程中，能夠由于原資料、工藝、設(shè)備、環(huán)境及操作人員等緣由，呵斥產(chǎn)品缺陷。而呵斥的缺陷又缺乏以影響產(chǎn)品的電參數(shù)，但對運用和儲存壽命有嚴重影響，而不能到達設(shè)計要求的運用壽命而早期失效。挑選是利用外加適當(dāng)?shù)膽?yīng)力和測試，使早期失效的產(chǎn)品從整批產(chǎn)品中剔除掉，使整批產(chǎn)品的可靠性得到提高。但挑選不能提高每只元器件的可靠性，產(chǎn)品的可靠性是經(jīng)過設(shè)計、制造、質(zhì)量控制獲得的。在挑選中值得留意的是為了使有缺陷的器件提早失效，要外加電應(yīng)力，溫度應(yīng)力及機械應(yīng)力。但外加應(yīng)力應(yīng)根據(jù)有關(guān)規(guī)范，不能恣意加大應(yīng)力，使無缺陷的元器件遭到任何的損傷。2.電子元器件二次挑選的適用范圍

元器件補充挑選〔二次挑選〕主要適用于下面四種況的元器件：第一種情況：元器件的消費方未進展“一次挑選〞，或運用方對一次挑選的工程和應(yīng)力不詳細了解的。第二種情況：元器件的消費方雖然進展了“一次性挑選〞，但一次挑選的工程和應(yīng)力還不能滿足運用方對元器件的質(zhì)量與可靠性要求的。第三種情況：在元器件的產(chǎn)品規(guī)范中未作詳細規(guī)定，元器件消費方也不具備挑選條件的特殊挑選工程。第四種情況：對元器件的消費方能否按照合同和規(guī)范的要求進展了“一次挑選〞，或?qū)οM方“一次挑選〞的有效性有疑問的，需求進展驗證的元器件。3.確定元器件挑選程序的根據(jù)

元器件挑選規(guī)范的制定，原那么上講應(yīng)根據(jù)元器件現(xiàn)場運用或可靠性實驗統(tǒng)計，對失效產(chǎn)品進展失效分析，搞清各種元器件的失效方式和失效機理，針對元器件內(nèi)部存在的缺陷，采取不同的應(yīng)力，使有缺陷的能提早暴露，將其剔除，而對良品那么不遭到任何損傷。對制定的各項挑選應(yīng)力應(yīng)經(jīng)過大量的實驗驗證，并對失效樣品進展失效分析,經(jīng)過充分論證來確定。普通單位應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范，如GJB584A-96國軍標<微電子器件實驗方法程序>;GJB128A-97國軍標<半導(dǎo)體實驗方法>;GJB360A-96國軍標<電子及電氣元器件實驗方法>;美軍標MIL-STD-883D<微電子器件實驗方法和程序>等規(guī)范為根底及整機系統(tǒng)對元器件的可靠性要求，并結(jié)合單位儀器設(shè)備現(xiàn)狀進展挑選規(guī)范的制定。挑選規(guī)范不是永遠不變的，要根據(jù)元器件制造技術(shù)的提高，實驗設(shè)備的開展，對元器件可靠性要求的不同進展更改。典型失效率曲線一浴盒曲絨

以下圖是電子產(chǎn)品典型失效率曲線，普通稱浴盆曲線曲線可以看出，產(chǎn)品在運用早期由存在缺陷，所以還沒到設(shè)計壽命期限就提早失效，所以選的方法，使有缺陷的產(chǎn)品提早失效，提高了整批產(chǎn)品的可性。4.元器件補充挑選的局限性和風(fēng)險性〔1〕局限性局限性主要有以下兩個方面：一方面是不能夠?qū)⒂腥毕莸脑缙谑У脑骷刻蕹?。這主要是由于受現(xiàn)有儀器設(shè)備條件的限制，有些元器件失效方式在無損的條件下還無法檢測出來。另一方面，挑選雖然可以提高整批元器件的可靠性，但是不能提高元器件的質(zhì)量等級。元器件的質(zhì)量是靠消費方的設(shè)計、制造.工藝.原資料及管理等多方面要素決的，而不能主靠“二次挑選〞來提高可靠性.〔2〕風(fēng)險性

風(fēng)險性主要來源于對挑選應(yīng)力的選取能否得當(dāng)。假設(shè)挑選應(yīng)力選取過低，那么起不到挑選應(yīng)有的作用。假設(shè)挑選應(yīng)力選取過高，那么能夠使元器件遭到內(nèi)傷，影響元件的故有可靠性縮短運用壽命。另一方面操作失誤或設(shè)備缺點，也會給挑選帶來風(fēng)險。注：這里的應(yīng)力主要包括：電應(yīng)力、熱應(yīng)力、機械應(yīng)力和時間。為此建議，為了降低“二次挑選〞的風(fēng)險，對于已能滿足要求的元器件應(yīng)盡量不作電應(yīng)力、機械應(yīng)力、熱應(yīng)力的挑選工程，只做一些必要的檢查性和測試性的挑選工程。對于必需做補充挑選的元器件，對電、熱、機械應(yīng)力的選取，在任何情況下都不得超越元器件本身的最大額定值。5.進展挑選付出的代價值不值

挑選是要付出一定代價的。代價主要來源于兩方面。第一方面是由于挑選實驗的費用使軍工產(chǎn)品的研制本錢添加；第二方面挑選需求時間，有能夠延伸產(chǎn)品的研制周期。但是挑選可以早期發(fā)現(xiàn)失效的元器件，從而減少經(jīng)濟損失，獲得效益。我們引用美軍MIL－HDBK－33B<電子設(shè)備可靠性設(shè)計手冊>上登載的不同階段發(fā)現(xiàn)失效元器件的經(jīng)濟損失〔見下表1〕來闡明。表1不同階段發(fā)現(xiàn)失效元器件的經(jīng)濟損失〔單位：美圓〕從上表中可見，軍用元器件投入一定的經(jīng)費進展挑選早期發(fā)現(xiàn)失效元器件，是可以獲得艱苦經(jīng)濟效益和社會效益的。為挑選付出的代價是值得的。6.對普通元器件挑選工程利弊的分析〔1〕半導(dǎo)體器件的電功率老化挑選〔2〕高溫存貯實驗挑選〔3〕溫度循環(huán)實驗挑選〔4〕快速挑選〔5〕PIND多余物檢測挑選技術(shù)〔6〕密封檢漏挑選〔7〕微電子器件特性曲線測試挑選〔1〕半導(dǎo)體器件的電功率老化挑選

半導(dǎo)體器件的電功率老化挑選，目前被以為是一種最有效的挑選實驗工程，要到達最正確挑選效果，國外把168小時作為電功率老化的最低要求，普通單位很難做到。有些單位為了縮短挑選時間，客觀想采用超功率老化縮短老化時間，其結(jié)果能夠使被老化器件遭到損傷或引入新的失效機理，普通不要采用超功率老化挑選?！?〕高溫存貯實驗挑選高溫存貯實驗挑選主要是利用熱應(yīng)力加速器件內(nèi)部化學(xué)反映，使器件內(nèi)部的水蒸氣及其它離子引起腐蝕作用，使內(nèi)部污染，引線焊接不良、氧化層缺陷等有缺陷的器件提早暴露。由于此項挑選實驗省時、省力而又經(jīng)濟，所以，在八十年代被廣為采用，但是由于微電子器件的制造技術(shù)的提高，用此項實驗對淘汰早期失效的作用越來越小。有些單位想用加速溫度應(yīng)力的方法來彌補其它實驗工程的缺乏，其結(jié)果能夠?qū)ζ骷煽啃院浅庳撁孀饔?如易焊性差;內(nèi)引線抗拉力下降等負效應(yīng)。高溫存貯實驗工程有些單位已不再采用?！?〕溫度循環(huán)實驗挑選

溫度循環(huán)實驗挑選的作用是淘汰器件內(nèi)部資料熱膨脹系數(shù)不匹配及鍵合焊接及機械缺點引起的早期失效產(chǎn)品。元器件是由各種不同資料構(gòu)成的，各種資料的溫度系數(shù)各不一樣，在溫度巨變的條件下，不同溫度系數(shù)的資料交界面會產(chǎn)生緊縮或拉伸應(yīng)力,要能經(jīng)受高低溫度巨變的才干，應(yīng)主要經(jīng)過設(shè)計與工藝處理，為了考核元器件的耐環(huán)境才干，國軍標規(guī)定了包括溫度循環(huán)實驗和熱沖擊實驗的有關(guān)規(guī)范。溫度循環(huán)挑選實驗可以驗證產(chǎn)品的耐溫度沖擊才干，同時也對產(chǎn)品產(chǎn)生負面影響?！?〕快速挑選

快速挑選就是在極短的時間，對器件施加超穩(wěn)態(tài)功率，使器件到達或接近最高結(jié)溫，利用測試器件加功率前與加功率后的熱敏參數(shù)Vbe、Icbo、Hfe變化量，把熱阻大的器件別除?？焖偬暨x主要處理管芯與外殼焊接不良引起熱阻大呵斥的早期失效產(chǎn)品。它不能替代器件的電功率老化實驗挑選?！?〕PIND多余物檢測挑選技術(shù)

根據(jù)航天五院近年來對失效元器件的實驗分析統(tǒng)計,由于國產(chǎn)半導(dǎo)體器件存在多余物,呵斥器件短路失效已有數(shù)十例.這種失效方式占器件失效的百分之十.繼電器屬于可靠性較低的一類元件。常見的失效方式有：活動多余物粒子呵斥觸點開路或短路、內(nèi)部污染導(dǎo)致接觸電阻增大或開路等。據(jù)統(tǒng)計1996年至2003年7月航天繼電器質(zhì)量，因多余物引起的缺點67次，約占失效的60%。目前各國PIND粒子檢測，根本上是參照美國軍用規(guī)范、采用進口美國的PIND儀器檢測。PIND檢測設(shè)備要運用一臺最低頻率呼應(yīng)為500KHz、視覺顯示靈敏度為20mv/cm的示波器和一套帶有揚聲器的,用于監(jiān)視來自粒子碰撞噪聲,檢測電子線路音頻信號的聲頻系統(tǒng)來完成。

PIND多余物檢測技術(shù)存在的主要問題a、PIND測試依賴于人工判別，準確率不高于80%。人工判別的規(guī)范不一致，判別結(jié)果受客觀要素影響較大，存在誤判和漏判等景象。對同一檢測過程，不同檢測人員的判別結(jié)果出入較大，且缺點有時不可再現(xiàn)。b、PIND實驗過程單一，只需固定的三個頻率段，對不同類型繼電器，能夠不會將多余物振出，但不能判別其它振動頻率段亦不會將多余物振出。c、沒有思索多余物粒子的實踐作用效果，短少不同質(zhì)量、尺寸及開關(guān)的多余物粒子,對不同功率繼電器的實踐危害度分析。d、對于鐵磁性粒子、非金屬粒子PIND測試根本無效。e、短少繼電器中不同種類多余物粒子的通用提取及分類方法，不能對繼電器多余物粒子進展自動檢測與識別。f、沒有建立有實踐指點意義的PIND實際模型。常見粒子分類分析粒子分類舉例主要來源克服方法信號表現(xiàn)灰塵粒子空氣中的砂粒、塵土等不清潔的加工制造環(huán)境凈化環(huán)境清潔組件幅度較強時間較長非金屬粒子塑料屑、阻焊劑顆粒加工與焊料環(huán)節(jié)清洗、改進焊料工藝幅度強、時間長非磁性金屬粒子鐵屑、銀泥、錫球加工環(huán)節(jié)與焊封環(huán)節(jié)清洗、改進焊封工藝幅度強、時間長磁性金屬粒子焊接飛濺物電弧焊接去磁清洗短時出現(xiàn)〔6〕密封檢漏挑選密封檢漏的目的是檢查失效器件的封裝質(zhì)量，及確定走漏的程度。由于目前還沒有一種檢漏方法可以覆蓋整個器件的走漏范圍，所以檢漏分粗檢和細檢。對于漏氣率≥10-5大氣壓.厘米2/秒的大漏率器件，可用氟碳化合物粗檢;對于漏氣率在10-6到10-9大氣壓厘米2/秒的器件，可用氦質(zhì)譜儀進展細檢。

氟碳化合物檢漏法是把需求檢漏的器件放到充氣罐內(nèi)，向罐內(nèi)用高壓氮氣充壓到4個大氣壓，充壓時間一個小時。到達預(yù)定的充壓時間后，放入加熱到120℃的氟油中，要求容器的氟油能淹沒器件，并在器件上面有0.5—1厘米的液體，凡是有氣泡從漏孔中冒出，就說明該器件漏氣?！?〕微電子器件特性曲線測試挑選

對半導(dǎo)體器件進展電性能特性測試，是失效分析常用的一種非常有效的無損分析技術(shù)。微電子器件失效,往往經(jīng)過PN結(jié)特性異常的方式表現(xiàn)出來，而PN結(jié)特性異常又與工藝上的某些缺陷有一定的內(nèi)在聯(lián)絡(luò)，所以進展微電子器件的特性測試是一種簡單有效的挑選方法。

電性能測試是在挑選過程中被廣泛采用的一項根本技術(shù)，經(jīng)過對失效器件異常特性曲線的測試，可以使分析得到許多有益啟示。它不僅可以很方便的對半導(dǎo)體分立器件的輸入輸出特性進展測試，而且對于沒有測試儀器的單位,可以經(jīng)過對失效集成電路各管腳的特性測試，再與合格集成電路各引腳特性進展對比，可從中斷定出失效器件

為了便于分析和判別異常特性曲線，下面整理和歸納了普通常見半導(dǎo)體異常曲線及呵斥異常特性的主要緣由。7.挑選淘汰率

挑選淘汰率與下面幾個要素有關(guān):(1)與元器件固有質(zhì)量有關(guān)(2)與挑選所制定的挑選實驗工程及施加應(yīng)力大小有關(guān)(3)與所制定的失效判距有關(guān)普通挑選淘汰率應(yīng)控制在15%以下,假設(shè)超越20%,一個緣由能夠是整批元器件質(zhì)量有問題,需求整批淘汰,另一個緣由能夠所加應(yīng)力或挑選設(shè)備有問題8.電子元器件檢測與挑選所具備的根本條件1、必需具備根本的元器測試儀器及挑選實驗設(shè)備〔1〕測試儀器半導(dǎo)體分立器件測試儀;晶體管特性圖示儀;數(shù)字集成電路功能與直流參數(shù)測試儀;線性電路測試儀;電源模塊測試儀;RCL測試儀;電容器漏電流測試儀;耐壓、絕緣電阻測試儀;繼電器測試儀;網(wǎng)絡(luò)分析儀等?！?〕挑選實驗設(shè)備分立器件電功率老化臺;數(shù)字IC高溫動態(tài)老化臺;線性IC高溫動態(tài)老化臺;電源模塊高溫功率老化臺;電容器高溫電老化臺;高溫實驗箱;低溫實驗箱;高低溫沖擊實驗箱;密封檢漏設(shè)備;PIND多余物檢測設(shè)備?！?〕各種儀器、設(shè)備及實驗室必需符合防靜電要求，各種儀器、設(shè)備必需有良好的接地。2、對從事元器件檢測與挑選人員的要求

由于元器件檢測與挑選是一項專業(yè)性強，所涉及的領(lǐng)域?qū)挾矣直容^繁雜的一項任務(wù)，所以要配備質(zhì)量認識強，有不同專業(yè)知識的高中低不同類型的人員〔如可靠性工程師、測試工程師、測試人員與實驗設(shè)備操作人員〕以上人員普通應(yīng)掌握如下根本知識：(1)根本掌握各種元器件的檢測與挑選規(guī)范(2)各種電子元器件的電性能參數(shù)及測試條件(3)正確操作有關(guān)儀器及挑選實驗設(shè)備9.元器件的測試

測試也是挑選，首先它可以將參數(shù)不合格的產(chǎn)品淘汰掉，由于有些電參數(shù)直接與可靠性有關(guān)。〔如器件的功耗，漏電流等〕。另一方面經(jīng)各項環(huán)境應(yīng)力的實驗后，有些有缺陷的器件電參數(shù)發(fā)生變化，經(jīng)過測試可以將電參數(shù)變化超越規(guī)定的器件淘汰掉。10.挑選程序舉例由于各單位承當(dāng)義務(wù)不同，對產(chǎn)品的可靠性要求不同，所以沒有一個一致的挑選規(guī)范規(guī)范，普通制定挑選程序是根據(jù)所承當(dāng)義務(wù)的運用境條件、可靠性要求、經(jīng)費及研制周期等綜合要素參照有關(guān)規(guī)范確定。下面例舉軍用挑選工程的挑選程序供各單位參考：

各種電子元器件的挑選程序主要包括：普通半導(dǎo)體晶體管、大小功率可控硅、場效應(yīng)晶體管、光敏晶體管等。外觀檢查常溫初測跌落外觀檢查高低溫測試存高溫儲溫度循環(huán)常溫終測密封性檢驗電功率老化終測合格出挑選報告半導(dǎo)體二極管挑選流程圖主要包括：整流、檢波二極管、開關(guān)二極管、穩(wěn)壓二極管、雙基極二極管、恒流二極管、光敏二極管、發(fā)光二極管、變?nèi)荻O管等。外觀檢查常溫初測常溫中測高溫反偏老電功率老化高溫儲存溫度循環(huán)密封性檢驗敲擊常溫終測作標志出挑選報告半導(dǎo)體集成電路〔數(shù)字、模擬單片電路〕挑選流程圖外觀檢查常溫初測高溫測試高溫功率老化低溫測試高溫儲存溫度循環(huán)常溫中測恒定加速度密封性檢查PIND常溫終測出挑選報告作標志外觀檢查阻容元件挑選流程圖主要包括：鉭電解電容器，鋁電解電容器，瓷介電容器.鉭電解電容器挑選流程圖外觀檢查常溫初測常溫終測密封性檢驗外觀檢查溫度循環(huán)高溫負荷低溫測試高溫測試作標志出挑選報告鉭電解電容器老化條件鉭電解電容器老化條件:在高溫850C條件下,加額定電壓老化240小時,老化穩(wěn)壓電源回路電阻不超越3歐姆.X射線檢查:剔除內(nèi)部構(gòu)造異常,有工藝缺陷或有多余物的產(chǎn)品.電參數(shù)測試:經(jīng)放置24小時后,進展測試容量.損耗.漏電流，淘汰不合格產(chǎn)品。

鋁電解電容器的挑選條件

電解電容器最有效的挑選是高溫老化。普通在規(guī)定的最高溫度，加額定任務(wù)電壓，老化4~8小時，軍品老化48個小時，經(jīng)放置24小時后,進展測試容量.損耗.漏電流，淘汰不合格產(chǎn)品。鋁電介可在規(guī)定的最高溫度下用PH試紙檢測密封性能。瓷介電容器老化條件

高溫電老化條件:在正極限溫度條件下,加2倍UR持績續(xù)96小時.常溫受潮挑選條件:在25℃,相對溫濕度93﹪的潮濕箱中放置48小時.電參數(shù)測試:經(jīng)放置24小時后,進展測試容量.損耗.漏電流，淘汰不合格產(chǎn)品。有機電容器老化條件高溫電老化挑選(在正極限溫度條件下)金屬化紙介電容器:1.5VR(VR<500V)96h;1.2VR(VR≧500v)96h;1.2VR(＜50v)144h;聚脂膜電容器:1.5VR(1.5VR＜500v)100h;1.2VR(VR≧500v)100h.聚苯乙烯電容器:1.5VR96h微波微帶隔離器微帶隔離器挑選條件:(1)高溫儲存:十60℃.240小時.(2)低溫儲存:96小時.(3)振動實驗:掃頻振動頻率10一2000Hz(10一50Hz半幅0.5一2000Hz,加速度8g)三個方向,半循環(huán)每方向15分鐘.(4)溫度沖擊:-40一十80℃(-25一十60℃)保溫時間30或60分鐘(桉器件體積大小來定,循環(huán)五次).(5)高溫測試:十80℃(或60℃)保溫60或30分鐘.在高溫下測試電性能目的.

(6)低溫測試:-40℃(或-250℃)保溫60或30分鐘.在低溫下測試電性能目的.

(7)鏡檢挑選:用10倍放大鏡檢查微帶.(8)微帶附著力挑選:要求微帶F大于300g

某軍用工程挑選程序四.微電子器件

1.微電子器件的命名方法

2.微電子器件的檢測

3.微電子器件的過應(yīng)力損傷

4.微電子器件的降額運用

5.對CMOS-IC閂鎖效應(yīng)的防備1.微電子器件的命名方法

下面主要引見美國幾家主要公司的命令方法〔a〕MOTOROLA公司分類：MC封裝集成電路MCC未密封的集電路MCCF倒裝式線性集成電路MCM集成電路存儲器LW由國家半導(dǎo)體公司制造的管腳相當(dāng)?shù)木€性集成電路封裝：F陶瓷平裝G金屬罐封裝〔TO-5型〕K散熱金屬罐封裝〔TO-3型〕L陶瓷雙列直插式外形T塑料封裝〔TO-220型〕U陶瓷封裝舉例：前綴元器件后綴MC14510L封裝集成電路器件型號陶瓷雙列直插式外形

〔b〕Interl公司分類：M指明軍用溫度范圍I指明工業(yè)級別J闡明該元件為JAN合格品封裝型式：BB型封裝CC型封裝DD型封裝G封裝，網(wǎng)陣列I晶體封裝M金屬罐封裝P塑料封裝R無引線芯片X未封裝的元件實例：MD8080A/B8080A微處置器，M軍用溫度范圍D型封裝，對軍用元器件，后綴B闡明符合MIL-STD-883B級處置?！瞔〕模擬器件公司前綴：AD模擬器件HA混合型A/DHD混一合型D/A后綴：普通規(guī)范A第二代DI電絕緣Z任務(wù)電壓土伏溫度范圍：A.B,C工業(yè)用j.K.I.M民用S.T.U軍用封裝：D陶瓷或金屬雙列直插一式封表裝的DIPE無引線芯片載體F陶瓷平裝G管腳網(wǎng)陣列H雙列直插金屬罐封裝N塑料DIPP塑料引線芯片載體舉例：單片式及混合式集成電路：AD7516AJN模擬器件型號工業(yè)品溫度塑料封裝

美國883級微電子器件標志普通軍用電子整機及大型電子系統(tǒng)都采用883質(zhì)量等級器件所謂883級實踐是美國質(zhì)量等級中的b一1級器件由于各公司標志不同為了便于識別下面舉例闡明：〔1〕、美國馬克斯公司〔MAXIM〕的看門狗電路，MAX691MJE數(shù)字后面的字母M，表示軍溫條件即-55℃——125℃假設(shè)其后標注“883B〞才可以證明是“883〞器件〔B—1級質(zhì)量等級器件〕?！?〕、美國莫托羅拉公司〔MOTOROLA〕54F33/BRAJC，斜杠后面的B表示該器件為“883B〞產(chǎn)品。(3〕、美國哈里斯公司〔HARRJS〕的HCT電路CD54HCT34F3A，其中F3A表示“883B〞級器件。由于美國各公司微電路產(chǎn)品命名方法、質(zhì)量等級標注各不一樣，所以在選擇器件時一定要搞清各公司標注上的字母含義，以防搞錯。2、微電子器件的檢測

a.普通半導(dǎo)體二極管(普通應(yīng)測，IF正向壓降、VR反向擊穿電壓、IR反向漏電流、V-I特性〕b.普通晶體三極管〔BVceo、Iceo、HFE、Bvebo輸出性〕c.數(shù)字IC：數(shù)字IC測試普通分功能測試，直流參數(shù)測試，交流參數(shù)測試，普通根據(jù)各單位對器件質(zhì)量要求及儀器配備情況決議要測試的工程，普通單位應(yīng)具備能進展功能和直流參數(shù)的測試才干。下面分別引見以上三項測試技術(shù)：〔1〕邏輯功能測試邏輯功能測試是測試器件最根本的功能，它不能反映器件規(guī)定的各項參數(shù)能否合格，有些不法供應(yīng)商就是利用我國許多單位沒有參數(shù)測試儀器，把電參數(shù)不合格的產(chǎn)品推銷給我們。〔2〕靜態(tài)直流參數(shù)測試靜態(tài)直流參數(shù)可以定量反映器件的各項直流參數(shù)能否合格，如輸入漏電流、輸出電平、輸出負載才干、器件功耗等參數(shù)。靜態(tài)直流參數(shù)不合格，闡明器件存在某種工藝缺陷，直接影響可靠性，所以對數(shù)字IC普通應(yīng)進展靜態(tài)直流參數(shù)測試，才干保證器件的質(zhì)量。〔3〕動態(tài)交流參數(shù)測試

測試動態(tài)交流參數(shù)需求有大型測試系統(tǒng)，不但編程困難，而且儀器價錢也很昂貴，所以普通單位沒條件進展此項測試。對于普通國內(nèi)儀器，普通精度不到Ins要測試幾個納秒的器件沒有實踐測試意義。由于動態(tài)交流參數(shù)主要靠器件的幅員設(shè)計和工藝決議，普通在消費工藝穩(wěn)定的情況下，電參數(shù)動搖很小，假設(shè)條件不具備可以不進展測試。D.線性電路線性電路由于電路方式不同，雖然不像數(shù)字電路復(fù)雜的邏輯功能。但在測試上比數(shù)字電路更加困難，以運放測試為例，由于測試信號極為微弱，對測試系統(tǒng)的測試精度、分辨力、穩(wěn)定性、抗干擾等多方面提出了更高的要求。e.關(guān)于cpu和存貯器的測試普通來說，cpu和存貯器的測試只需該器件的設(shè)計制造單位才有能夠進展真正意義上的動態(tài)交流參數(shù)測試。對于普通單位想在中小型測試系統(tǒng)上處理cpu和存貯器的測試是一種不實踐的想法。cpu測試首先要處理測試程序，cpu是在軟件的介入下進展任務(wù)，要編制的程序完全覆蓋cpu的各種任務(wù)方式普通是做不到的。對存貯器也同樣，普通單位配備大型測試系統(tǒng)資金投入也相當(dāng)大，同時測試軟件開發(fā)也很困難。3、微電子器件的過應(yīng)力損傷重點引見以下四種典型過應(yīng)力損傷：〔1〕電浪涌損傷〔2〕靜電放電損傷〔3〕溫度應(yīng)力損傷〔4〕機械應(yīng)力損傷(1)電浪涌損傷電浪涌主要來源以下幾個方面：Ⅰ、動力線路上大功率負載的接通或斷開瞬間，在電源線和地線內(nèi)產(chǎn)生電浪涌Ⅱ、集成電路在開關(guān)形狀下任務(wù)產(chǎn)生電浪涌Ⅲ、開關(guān)穩(wěn)壓電源引起的電浪涌Ⅳ、接通電容負載時或斷開電感性負載時產(chǎn)生電浪涌Ⅴ、驅(qū)動白熾燈可產(chǎn)生電浪涌Ⅵ、高壓放電產(chǎn)生電浪涌(2).靜電放電〔ESD〕對微電子器件的損傷與防備隨著微電子器件的飛速開展,靜電放(ESD)對微電子器件的危害變越來越嚴重,嚴重影響器件的可靠性.由于這種損傷是潛在性的,而且這種潛在隱患很難事先被發(fā)現(xiàn),所以具有更大的危害性.要求寬廣科技任務(wù)者,必需充分注重靜電放電對器件的損害,采取有效的防備措施,保證微電子器件的可靠性.靜電對電子產(chǎn)品的損害，被稱做“鼠害〞，電子產(chǎn)品消費過程中的靜電控制是一個系統(tǒng)工程。這個系統(tǒng)工程應(yīng)以靜電技術(shù)規(guī)范為根據(jù)，以工程設(shè)計的防護設(shè)備為硬件，以靜電防護的各項管理要求為軟件，來衡量一個單位的防靜電的好壞。我國電子信息行業(yè)也逐漸認識到靜電放電對電子產(chǎn)品的危害，對在產(chǎn)品制造，運用過程中靜電產(chǎn)生的緣由，呵斥靜電損害的機理，進展研討。并提出對靜電放電防護的對策，保證電子產(chǎn)品的可靠性?！?〕靜電的定義靜電：是一種處于相對穩(wěn)定的電荷。是物體外表過?；蛉狈Φ撵o止電荷。是正電荷和負電荷在部分范圍內(nèi)失去平衡的結(jié)果；是經(jīng)過電子和離子轉(zhuǎn)移構(gòu)成的。靜電放電：當(dāng)帶電體周圍的強電場超越周圍介質(zhì)強度時，因介質(zhì)產(chǎn)生電離而使帶電體上的電電荷部分或全部消逝時的景象。靜電景象是電荷產(chǎn)生和消逝過程中產(chǎn)生的電景象總稱。靜電放電〔ESD〕對微電子器件的損傷

早在幾千年以前，人類就已覺察靜電景象，隨著科技的開展，人們開場用靜電造福人類。如今我們用的靜電復(fù)印.靜電除塵，及靜電噴涂都是利用靜電的實例，但是靜在許多領(lǐng)域給人們帶來艱苦的損失和危害。靜電對電子產(chǎn)品呵斥的損失，更是無法統(tǒng)計，由于大多數(shù)情況下，電子器件遭到損失是潛在性的，即使器件遭到靜電損傷，普通也無法用測試或挑選的方法將其發(fā)現(xiàn)，而且有一些電參數(shù)仍在合格范圍之內(nèi)，但這些器件的防靜電才干已減弱，壽命已明顯縮短，可靠性遭到嚴重的影響，而且由于受靜電損傷的隱串很難事先覺察,所以具有更大的危害性.

靜電放電損傷普通有以下三種方式：

1.人體活動引起摩擦產(chǎn)生靜電被測物體 相對濕度為40%現(xiàn)場測試到的靜電勢(V)人走過地毯 15000人走過乙烯基地板 5000人坐在椅子上 8002.器件與高分子資料摩擦產(chǎn)生靜電在塑料盤中的雙列直插陶瓷封裝器件700乙烯基裝送合中的雙列直插陶瓷封裝器件4000泡沫聚本乙烯中的雙列直插陶瓷封裝器件5000打開泡沫塑料包裝時的電路管殼20000裝入泡沫送貨合時的電路管殼110003.感應(yīng)產(chǎn)生靜電被測物體 相對濕度為40%現(xiàn)場測試到的靜電勢(V)器件受靜電放電損傷的失效方式高頻小功率二極管:反向漏電流添加,擊穿電壓降低,正向壓降添加.高頻小功率三極管:eb結(jié)反向漏電流添加,Hfe值減小.雙極數(shù)字IC:輸入漏電流添加雙極線性IC:輸入失調(diào)電壓增大,失調(diào)電流增大.MOSIC:輸入.輸出漏電流增大.參數(shù)退化.功能喪矢.靜電防護的主要措施防靜電的根本方法:防止靜電產(chǎn)生;消除己產(chǎn)生的靜電;設(shè)計維護電路.防靜電的措施:靜電走漏法;靜電中和法;靜電屏蔽法;濕度控制萬法靜電放電對器件呵斥損傷的主要途徑Ⅰ帶靜電的操作者與器件的管腳接觸向器件放電Ⅱ帶靜電器件的管腳與地接觸放電國外資料上給出的部分靜電勢現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)被測物體相對濕度為40%現(xiàn)場測試到的靜電勢(V)人走過地毯15000人走過乙烯基地板5000人坐在椅子上800在塑料盤中的雙列直插陶瓷封裝器件700乙烯基裝送合中的雙列直插陶瓷封裝器件4000泡沫聚本乙烯中的雙列直插陶瓷封裝器件5000打開泡沫塑料包裝時的電路管殼20000裝入泡沫送貨合時的電路管殼11000靜電敏感元件的分級按GJB1649-93共分三級1級:ESD電壓0-1999V2級:ESD電壓2000-3999V3級:ESD電壓4000-15999V所對應(yīng)的器件類型請參考下表.靜電敏感器件的分類類別VESD（V）器件類型Ⅰ類(甚敏感器件)0-1999無保護電路的MOS器件聲表面波器件含有MOS電容的運算放大器結(jié)型場效應(yīng)管閘流管（額定值小于0.175A）精密集成穩(wěn)壓器微波和超高頻器件（f>1GHZ）薄膜電阻器無保護電路的大規(guī)模集成電路(微處理器、存儲器等)含有Ⅰ類器件的混合電路Ⅱ類(敏感器件)2000-3999有保護電路的MOS器件肖特基二極管精密電阻網(wǎng)絡(luò)ECL電路TTL電路運算放大器有保護電路的大規(guī)模集成電路(微處理器、存儲器等)含有Ⅱ類器件的混合電路Ⅲ(中等敏感器件)4000-15999小功率斬波電阻器片狀電阻器小信號二極管(額定值＜1W，不含齊納二極管)通用二極管和快速恢復(fù)二極管硅小功率晶體管（額定值＜5W）未列入Ⅰ類和Ⅱ類的其它微電路壓電晶體含有Ⅲ類器件的混合電路靜電防護的根本要求原那么上講：控制靜電的產(chǎn)生和控制靜電的散失兩個方面?？刂旗o電產(chǎn)生主要是控制產(chǎn)品在全過程中不受靜電放電的損害，對遭到靜電影響的產(chǎn)品經(jīng)過靜電的走漏和中和，使靜電電平不超越產(chǎn)品的平安限制，利用兩者的共同作用到達靜電防護的目的。建立平安任務(wù)區(qū)平安任務(wù)區(qū)要根據(jù)各單位所用產(chǎn)品的靜電敏感度及所在的濕度情況及所受靜電放電影響的程度，合理的選擇防護措施。靜電平安防護區(qū)普通按如下要求設(shè)置：平安作業(yè)區(qū)的室溫控制在15-20攝氏度之間，相對溫度應(yīng)控制在50-70%之間，制止在相對濕度低于30%的環(huán)境內(nèi)放置或操作SSD。

對防靜電任務(wù)臺的要求

防靜電任務(wù)臺的主要技術(shù)目的防靜電任務(wù)臺的外表資料應(yīng)優(yōu)先采用靜電耗散資料制造，目前普遍采用防靜電臺墊和地墊，其主要目的如下：外表電阻平均值106-108Ω體電阻平均值106-108Ω摩擦起電電位小于100V半衰期小于0.5s靜電接地電阻靜電接地電阻普通規(guī)定應(yīng)小于4Ω;靜電平安系統(tǒng)回路的電阻規(guī)定為105Ω-107Ω.普通要求將5000V靜電壓在1S鐘內(nèi)衰減到100V平安電壓按公式U＝Ｕ０e－t／Rc計算最大允許接地電阻式中：為平安電壓按１００ＶＴ：將帶５０００Ｖ靜電壓降到１００Ｖ所需時間１ＳＵ０：放電體靜電壓，按５０００Ｖ計算Ｒ：最大允許接地電阻Ｃ：為人體電容普通取２００ＰＦ將以上數(shù)值代入上式１００＝５０００e－１／２００×1０－１２.ＲＲ＝１／３．９×２００×１０－１２＝１．２８×１０９Ω要到達將５０００ｖ的靜電壓在１Ｓ鐘衰減到１００Ｖ的平安電壓放電回路的允許接地電阻應(yīng)小于１．２８×１０９Ω普通規(guī)定在１０５－１０７之間操作人員的要求

a操作靜電放電敏感元器件的人員,應(yīng)該進展靜電放電防護知識訓(xùn)練才干的檢驗和鑒定。當(dāng)靜電放電敏感元器件在靜電放電維護包裝外面時，未經(jīng)過訓(xùn)練的人員不允許操作；b制造、加工、裝配和檢查任務(wù)闡明書,應(yīng)該按照靜電敏感控制要求識別靜電敏感元器件，要求在靜電放電維護包裝外面操作靜電放電敏感元器件時，只能在靜電放電維護面積內(nèi)，而且只能由經(jīng)過訓(xùn)練的人員進展。c操作靜電放電敏感元器件的人員，應(yīng)該防止在靜電放電敏感元器件附近作產(chǎn)生靜電的活動，如穿脫任務(wù)服等；d清潔手指，應(yīng)運用浸沾有酒精或加水的洗凈劑棉花球來清潔，不允許運用橡皮、化學(xué)纖維等易產(chǎn)生放電資料來清潔。e操作靜電放電敏感元器件的人員，應(yīng)該穿靜電維護衣服。這種衣服應(yīng)該定期地用靜電計監(jiān)測。為防止衣服直接接觸靜電放電元器件，防止腕帶從衣服上放電，除長袖衫應(yīng)該卷起外，還運用靜電放電維護長手套套住。長手套綁扎在裸露腕上，并向上伸展到肘部。靜電放電維護任務(wù)服、手套和手指套，運用棉織品，含有1%金屬纖維等維護資料制造。不允許運用普通塑料、橡膠或化學(xué)纖維等易產(chǎn)生靜電的資料制造。f在不能運用人體接地扣帶的地方，維護靜電放電敏感設(shè)備的人員，在靜電放電敏感元器件從其維護包裝移出之前應(yīng)該把本人接地。當(dāng)在靜電放電維護包裝外面操作靜電放電敏感元器件時，應(yīng)該經(jīng)過分路安裝操作靜電放電敏感元器件，而不接觸靜電放電敏感元器件或電路的走線。對靜電敏感器件電裝的要求Ⅰ電裝車間根本要求如下：一切電裝任務(wù)臺必需是防靜電任務(wù)臺；必需配備導(dǎo)電清洗液或溶劑；必需配備空氣離子發(fā)生器；必需埋沒公用地線〔電子地〕；必需配備溫度和溫度調(diào)理器，普通溫度控制在25±5℃，相對濕度控制在30%-70%；配備防塵安裝，堅持室內(nèi)清潔整齊。Ⅱ電裝根本要求如下：電烙鐵及儀器、設(shè)備必需良好接地；電裝必需在防靜電任務(wù)臺上進展；不準在印制電路板組裝件或整機通電形狀下進展電裝；電烙鐵頭必需與電烙鐵殼體銜接，防止電烙鐵頭感應(yīng)帶電；靜電敏感器件在手工焊接時，先焊器件的電源正端，再焊器件的電源負端，最后焊各輸入、輸出端，場效應(yīng)管應(yīng)按源、柵、漏依次焊接；每次焊接時間不超越3S對設(shè)計人員的防靜電要求

a識別所引薦的設(shè)計用全部靜電放電敏感元器件及其敏感電平。b在符合性能要求的同時，選擇能提供最高抗靜電放電才干的元器件。例如運用MOS器件，選擇含有最大內(nèi)部維護的元器件。c在設(shè)計新產(chǎn)品時，應(yīng)把靜電敏感性降到最低程度。對于Ⅱ類或較低敏感性滿足性能要求的絕不運用Ⅰ類敏感元器件。d組件內(nèi)電路在維護設(shè)計時，應(yīng)在組件的最低適用電平上實現(xiàn)維護。e盡能夠運用靜電抑制技術(shù)。f進展電路分析，確定含有靜電放電敏感元器件的組件能否充分地給予維護。g全部設(shè)計審查應(yīng)符合某項規(guī)范要求。(3).溫度應(yīng)力對微電子器件呵斥的損傷在選擇和運用器件時，一定要針對器件對溫度敏感的特點，采用熱設(shè)計技術(shù)，把溫度的影響降到最低程度，以保證器件的電性能和可靠得到充分發(fā)揚。對于要求在超低溫任務(wù)形狀的器件，在電路設(shè)計時，要對器件的增益進展較大幅度的降額。因晶體管在低溫下H普通平均要下降50%左右，并要選擇低溫性能好的器件。FE(4).機械過應(yīng)力對器件的損傷Ⅰ、器件的引線構(gòu)成與切斷Ⅱ、在印制板上安裝器件Ⅲ、在功率器件上安裝散熱片Ⅳ、運輸4、微電子器件的降額運用

微電子器件的降額系指運用中接受的應(yīng)力低于其額定值.以到達延緩參數(shù)退化,添加壽命提高可靠性的目的.(1)微電子器件的最大額定值概念(2)最大額定值的類型(3)合理降額運用(4)在降額運用時應(yīng)留意的問題(1)微電子器件的最大額定值概念