简谈选择电子元器件

1、器件筛选的必要性。
电子元器件的固有可靠性取决于产品的可靠性设计。因此，在安装整个电子元器件或设备之前，应尽可能排除有问题的元器件，以便筛选元器件。
安排测试和筛选顺序的两种方案:
方案1:将不产生连环效应的故障模式筛选放在前面，将可以与其他故障模式产生连环效应的故障模式筛选放在后面。
方案2:将能与其他故障模式产生连环效应的故障模式筛选放在前面，将不产生连环效应的故障模式筛选放在后面。
若选用方案1，则会发现将能与其他失效模式产生连环引发效果的失效模式筛选放在后面，若出现本身失效模式未触发，但其他相关失效模式先触发的情况，由于此类失效模式的检测已在前面进行，因此无法准确定位和剔除此类有缺陷的部件。而且选用方案2能很有效地避免上述问题的发生，使筛选过程更高质量、更经济、更高效。

2、筛选方案设计原则。
定义如下:
筛选效率W=去除次品数/实际次品数。
筛选损失率L=好产品损坏数/实际好产品数。
筛选淘汰率Q=剔除次品数/筛选产品总数。
理想的可靠性筛选应该该是W=1,L=0，达到可靠性筛选的目的。Q值反映了这些产品在生产过程中的问题。Q值越大，这批产品筛选前的可靠性越差，即生产过程中的问题越大，产品成品率越低。
筛选项目选择越多，应力条件越严格，劣质产品淘汰越彻底，筛选效率越高，筛选出的部件可靠性水平越接近产品的固有可靠性水平。但是，这样做需要更高的费用和更长的周期，最终降低了筛选效率。
因此，过高的筛选条件会造成不必要的浪费，过低的筛选条件会导致劣质产品被彻底淘汰，产品的可靠性无法得到保证。因此，筛选强度不足或过严的筛选条件不利于整批产品的可靠性。
为了有效正确地进行可靠性筛选，必须合理地确定筛选项目和筛选应力。因此，必须理解产品的故障机理。产品类型不同，生产部门不同，原材料和工艺流程不同，故障机理不一定相同，可靠性筛选的条件也不同。
因此，必须对各种具体产品进行大量的可靠性试验和筛选试验，掌握产品故障机理与筛选项目的关系。
零件筛选方案的制定应掌握以下原则:
1)筛选应能有效消除早期失效的产品，但不应提高正常产品的失效率。
2)为了提高筛选效率，可以进行强应力筛选，但不应使产品产生新的故障模式。
3)合理选择能暴露故障的最佳应力顺序。
4)掌握所有产品的故障模式。
5)制定合理有效的筛选方案，必须了解各部件的特性、材料、封装和制造技术。
另外，在遵循上述五个原则的同时，还应结合生产周期，合理确定筛选时间。
3、几个常用的筛选项目。
（1）高温贮存。
电子元件的故障主要是由其体内和表面的各种物理化学变化引起的，与温度密切相关。温度升高后，化学反应速度大大加快，故障过程也加快，使有缺陷的器件能够及时暴露和清除。
高温筛选广泛应用于半导体设备，能有效去除表面污染、结合不良、氧化层缺陷等故障机理的设备。通常，设备需要在最高结温下储存24~168小时。
高温筛选简单易行，成本低廉，可用于许多部件。高温储存后，还可以稳定部件的参数性能，减少使用中的参数漂移。应适当选择各种部件的热应力和筛选时间，以避免新的故障机制。
（2）功率电老炼。
筛选时，在热电应力的共同作用下，能够很好地暴露部件内部和表面的各种潜在缺陷，是筛选可靠性的重要项目。
各种电子元件通常在额定功率条件下提炼数小时到168小时。一些产品，如集成电路，不能随意改变条件，但可以通过高温工作来提高工作温度，达到高应力状态。各种器件的电应力应适当选择，可以等于或略高于额定条件，但不能引起新的故障机制。
功率老化需要专用的测试设备，成本高，筛选时间不宜过长。民用产品一般需要几个小时，军用高可靠产品可以选择100或168小时，航天器件可以选择240小时甚至更长的周期。
（3）温度循环。
电子产品在使用过程中会遇到不同的环境温度条件。在热膨胀和冷收缩的应力作用下，热匹配性能差的部件容易失效。温度循环筛选利用极端高温和极端低温之间的热膨胀和冷收缩应力，可以有效消除热性能缺陷产品。组件常用的筛选条件为-55℃至+125℃，循环5-10次。
（4）离心加速。
离心加速试验也称为恒定应力加速试验。该筛选通常在半导体设备上进行，将高速旋转产生的离心力作用于设备，可以去除关键强度过弱、内引线匹配不良、框架不良的设备，通常选择离心加速度20000g、持续试验1分钟。
（5）监测振动和冲击。
监测产品的振动或冲击试验时的电性能，通常称为监测振动或监测冲击试验。该试验可以模拟产品使用过程中的振动和冲击环境，有效消除瞬时短、断路等机械结构不良的部件，发现整机虚焊等故障。监测振动和冲击是高可靠继电器、连接器和军用电子设备的重要筛选项目。
典型的振动条件:频率20-2000Hz，加速度2-20g，扫描1~2周期，在共振点附近停留更长时间。典型的冲击筛选条件是1500-3000g，冲击3~5次，该试验仅适用于部件。
监测振动和冲击需要特殊的测试设备，成本高，一般不用于民用电子产品。

除了上述筛选项目外，常用的还有粗细检漏，镜检，线性判别筛选，精密筛选等。