电子元器件可靠性是可靠性工程的基础且极为复杂,从生产到装机运用,各环节的可靠性保障都至关重要。二次筛选作为元器件装机前可靠性的重要保障过程,若操作和防护不当,可能给电子元器件运用留下隐患甚至导致失效。因此,在二次筛选检测试验中,需从多方面做好可靠性保障工作。
电子元器件有特定运用环境要求。温度方面,像温度传感器、热敏电阻等对温度敏感的器件,贮存应在常温条件,运转时避免在热阻高、导热差的容器中,否则可能因温度剧变或长时间高温导致器件失效或热应力疲劳。操作上,电子元器件需轻取轻放,插入或拔出测试夹具时不能猛插猛取,应在保证接触良好的前提下,对器件管脚施加应力,以防机械损伤或机械应力疲劳。湿度也有严格要求,贮存湿度高会使管脚表面腐蚀或电性能恶化,QJ2227 - 92 规定湿度越高,电子元器件有效贮存期越短。此外,光电器件等对辐射敏感的器件要远离辐射源,防止辐射损伤。
静电来源广泛,日常生活中的摩擦起电、感应生电、人体与尘埃,工业生产中的机械运动、电磁感应等都会产生静电,能量量子的辐射与吸收也会使材料产生电荷。当前国际上,静电放电主要有三种模型:人体模型、机械模型和放电模型(包括带电器件模型、电场感应模型、带电芯片模型)。随着纳米器件兴起和半导体工艺向纳米级推进,放电模型对电子元器件的影响愈发明显。
电子元器件按静电敏感度分为 1 级(0 - 1999V)、2 级(2000V - 3999V)和 3 级(4000V - 15999V)。不同级别的元器件需采取不同程度的防静电措施。静电损伤可能导致器件击穿、毁坏,或留下隐患,造成器件开路、短路、特性曲线恶化等失效模式。所以,二次筛选实验室必须做好静电防护,除遵循相关标准规范,还应从静电来源和泄放条件等方面考虑。
破坏性物理分析(DPA)和失效分析(FA)起源于二战后期。FA 作用显著,美国军方通过以失效分析为中心的元器件质量保证计划,使集成电路失效率大幅降低,成功实现重大工程计划。FA 能为改进设计、工艺或应用提供理论和思想,预测可靠性模型公式,为可靠性试验条件提供依据,为处理元器件问题提供决策依据,实施纠正措施可提高成品率和可靠性并带来经济效益。
DPA 作为失效分析的补充手段,对合格元器件进行分析。通过对合格品抽样分析,能早期发现电子元器件缺陷,反馈给生产厂商改进工艺,有利于发现异常批次产品,提高装机产品可靠性。例如航天某所在集成电路和云母电容 DPA 试验中,发现了不符合标准规范的问题,从而拒用有批次性缺陷的元器件。
在电子元器件筛选检测过程中,程序设置不当、极性接反、错误信号、电应力过冲、适配器误用、插拔方式不当以及存放时极性放反等人为因素都可能导致元器件失效。已有相关,如某所检测三极管因程序设置不合理导致器件烧毁,某厂钽电解电容因存放时极性放反而失效。