电子元器件二次筛选及质量控制措施

陈 静

（中国电子科技集团有限公司第十四研究所， 江苏 南京 210039）

引言

元器件二次筛选（补充筛选）指的是在元器件制造厂商进行筛选的基础上，元器件使用单位根据使用的需要进行的再次筛选。元器件生产厂家出厂前进行的筛选称为成品筛选或一次筛选。元器件的“一次筛选”和“二次筛选”的目的和实验方法基本相同。二次筛选是现行军用电子元器件质量与可靠性管控的重要环节，是检验元器件批合格率、质量一致性的重要手段。二次筛选淘汰由于制造缺陷造成的早期失效产品，提高器件整批使用可靠性。本文重点论述元器件二次筛选中常见的筛选试验方法及筛选项目的确定、二次筛选过程中的质量控制措施和元器件入所时的电参数测试。

1 元器件二次筛选中常见的筛选试验方法及筛选项目

1.1 筛选实验方法

常见筛选试验方法主要有如下几种表1所示[1]。

表1 常见的筛选试验方法

1.2 电子元器件筛选实验项目种类

电子元器件筛选实验项目种类很多，有环境实验类、物理性能实验类和基本电性能实验类。二次筛选应按照相关元器件国家军用标准、企业标准制定相应的二次筛选条件和技术要求，并根据产品总规范的要求来选择实验项目。筛选标准在执行过程中不能随意更改，以下是几种常见电子元器件的二次筛选项目流程表2所示。

表2 常见电子元器件的二次筛选项目流程

根据产品和器件的不同，二次筛选的项目和顺序也有些不同。其中外观应标识清晰，表面应无污渍、镀（漆）层无起泡、脱落、开裂、引线无氧化或损坏等，测试、电老炼实验等应根据产品手册进行，个别器件根据产品需要有特殊参数。

2 二次筛选过程中的质量控制措施

2.1 二次筛选项目的有效性分析

为了保证元器件二次筛选的有效性，应使从业人员按规定参加培训，持证上岗，按规范标准要求开展二次筛选工作，能对实验结果作出正确的分析和评价。以某年度片式钽电容器产生的不合格品为例，在此期间，共二次筛选片式钽电容器2 372批，批次性拒收21个批次，产生的不合格品如表3所示。

表3 不合格品原因统计 只

根据表3所示，产品不合格的成因以高温功率老炼和电测试为主，低温测试、高温测试、常温终测的电参数超差是因为电容器在二次筛选过程中做了电老炼试验，可见电老炼试验在元器件二次筛选中的重要地位。因二次筛选的试验项目是动态变化的，可在片式钽电解电容器二次筛选中增加回流焊项目，把在生产过程中击穿的片式钽电解电容器及早剔除。元器件二次筛选的项目很多，因篇幅所限，下面主要讲二次筛选过程中电老炼实验的质量控制措施。

2.2 电老炼过程中的质量控制措施

老炼是工程上常用来剔除早期失效产品，提高系统可靠性的方法。以钽电容器电压老化为例讲述电老炼过程中的质量控制措施。钽电容器的电压老化试验就是对钽电容器在某一温度下施加一定的直流电压让其工作一定的时间。不同质量等级的产品，生产厂在生产过程中所进行的电压老化试验条件也不一样[2]。

1）国军标产品。对于国军标等级的产品，生产过程中需进行的电压老化试验条件为：85℃、1.2倍额定电压、96 h和125℃、类别电压（一般为额定电压的65%）、12 h。主要通过温度加速和电压加速来实现筛选剔除早期失效产品的目的。而国军标（如GJB 2283A—2014、GJB 63B—2001） 规定的出厂前的质量一致性A组检验中钽电容器需要进行的电压老化条件为：85℃、额定电压、40 h。所以生产厂生产过程中的电压老化试验条件是严于国军标规定的出厂前所做的电压老化试验条件的，生产厂生产过程中的电压老化使用了1.2倍额定电压，加速因子为42.712 8；同时还进行了更高温度（125℃，是常规钽电容器的上限工作温度）的电压老化。

2）七专产品。对于七专等级的产品，生产过程中需进行的电压老化试验条件为：85℃、1.2倍额定电压、96 h和125℃、类别电压（一般为额定电压的65%）、12 h。但出厂前未再规定需要做电压老化试验。

3）普军级产品。对于普军级产品，生产过程中需要进行电压老化试验条件为：85℃、1.2倍额定电压、24 h和125℃、类别电压（一般为额定电压的65%）、4 h。出厂前不再做电压老化试验。

3 元器件的电参数测试及生产过程中的质量控制措施

元器件的种类很多，下面主要以钽电容器为例来讲述电参数测试及生产过程中的质量控制措施[3]。

3.1 测试过程中的质量控制措施

有极性钽电容器测试时一般不允许加反向电压，更不能在纯交流电路中使用。钽电容器氧化膜具有单向导电性和整流特性，当施加反向电压时，就会有较大的电流通过，往往会造成隐患，严重时会造成电容器击穿失效，因此，使用中应严格控制反向电压。电容器参数测试条件如表4所示。

表4 电容器参数测试条件

3.2 生产过程中的质量控制措施

以片式钽电容器为例，片式钽电容器为三级湿度敏感器件，对环境湿度有一定要求，储存环境为：温度5～35℃，湿度（RH）≤60%。片式钽电容器吸潮后极易在焊接时，由于水分在高热条件下气化膨胀而挤压氧化膜，从而导致产品电性能参数劣化，同时也易导致产品的模压层出现起泡或开裂现象。为防止产品吸潮，军用钽电容器均应采用真空包装。片式钽电容器在取出（或取用部分产品）后应尽快重新放入包装袋并利用自封袋密封，并在6个月内使用。如超过6个月仍未使用，建议进行预烘干处理后进行再流焊或波峰焊焊接安装。片式钽电容器预烘干处理推荐条件：55℃，湿度（RH）≤10%条件下作48 h连续预烘干。

4 结语

二次筛选是现行军用电子元器件质量与可靠性管控的重要环节，是检验元器件批合格率、质量一致性的主要手段，可以淘汰由于制造缺陷造成的早期失效产品，提高器件整批使用可靠性，它的作用已被多数整机生产单位认可，在目前和今后一段时间内将继续保留。随着国内电子行业的发展，应该不断研究新的电子元器件二次筛选管控方案，为元器件使用的可靠性提供重要保障。