電子元器件是指用于電子設備中進行電能、信號傳輸、控制調節或轉換的基礎器件，在電子通信、信息處理和自動控制等領域起到不可或缺的作用，如果把整機比作人的身體，元器件相當于身體中的細胞，各司其職，維持整個產品的運行。金鑒實驗室作為一家提供檢測、鑒定、認證和研發服務的第三方檢測與分析機構，不僅擁有專業的技術團隊，還配備了先進的測試設備，能夠為客戶提供全面的電子元器件可靠性測試服務，確保每一個元器件在使用中的穩定性和安全性。

為了保證裝機的元器件在其全壽命階段均能有效工作，避免個別器件由于本身固有的缺陷或制造工藝的差異性導致的早期失效對整機工作狀態的影響，必須根據應用環境選擇試驗類型和條件對元器件進行篩選，剔除可能出現早期失效的器件。

一、可靠性篩選分為一次篩選、二次篩選、補充篩選、特定篩選和批次評價，簡單來說：

可靠性篩選涵蓋一次篩選、二次篩選、補充篩選、特定篩選和批次評價等多種類型，金鑒實驗室能夠全面滿足不同類型篩選的需求。

一次篩選是制造商按照規范和標準要求進行；

二次篩選是為了控制電子元器件的質量，在其投入使用前再次進行檢驗，是由用戶進行的篩選工作；

補充篩選是使用方有特殊要求，委托相關單位或制造商再次進行的篩選，特定篩選主要是針對一些有質量要求的電子元器件開展的特定評價試驗；

批次評價是對同一批電子元器件進行抽樣試驗，以此分析該批次元器件整體質量可靠性。

二、本文主要針對常規篩選程序的設計思路和方向

1.方案設計第一步：確定元器件潛在易失效模式

元器件失效模式主要考慮封裝失效和電性能失效，封裝失效可以通過對器件施加環境因素使各種潛在缺陷加速為早期故障然后進行排除，使交付產品可靠性指標滿足設計指標的要求。

圖1 封裝失效（接觸區空洞超過接觸面積的1/2）

電性能失效可以分為連接性失效、功能性失效和電參數失效，連接性失效指開路、短路以及電阻值大小的變化，主要失效模式為元器封裝涂覆發生銹蝕、外殼斷裂、引線熔斷、脫落或者與其他引線發生短路，作用到產品上表現出由于機械或熱應力損傷導致的金屬疲勞、鍵合強度不符合標準要求等情況。在電性能失效分析方面，金鑒實驗室配備了高精度的電性能測試設備。

圖2 連接性失效（鍵合絲之間接觸）

功能性失效和電參數失效主要表現為特定的功能喪失或參數超差，主要失效機理是由于在制造、設計中存在缺陷，生產工藝中控制不足（空氣潔凈度、超純水的質量檢測、化學試劑、模具公差、設備維護等方面），甚至在轉運過程中由于防靜電措施不當也會出現靜電損傷。

圖3 工藝控制不足導致多余物存在于器件內部

2.方案設計第二步：針對易失效模式選擇合適的試驗類型

金鑒實驗室的專業技術團隊能夠根據客戶的需求，選擇最合適的試驗類型。無論是高溫貯存還是恒定加速度測試，金鑒實驗室都能提供高效、精準的測試服務。根據GJB7243-2011《軍用電子元器件篩選技術要求》的內容典型的可靠性篩選項目如下：

①高溫貯存

電阻元器件的失效大多數是由于體內和表面的各種物理化學受溫度環境變化引起的，隨著溫度升高其化學反應速度加快，加速表面玷污、鍵合不良、氧化層缺陷等失效情況的出現，并予以剔除。同時經過高溫貯存后的元器件可以參考封裝后固化的機理使器件的參數性能穩定，減少使用過程中的參數漂移。但是在條件選擇時需參考器件的工作溫度和貯存溫度等因素，避免由于過溫或時間過長產生新的失效機理。

②電老煉

在電應力和熱應力的作用下，可以模擬實際工作情況，暴露出元器件內部和表面的多種潛在缺陷，通常情況下，器件在其額定功率的條件下進行8小時到240小時甚至更長周期的試驗（取決于使用環境和應用領域）。

③溫度循環

針對產品在使用環境中遇到高低溫交替的條件，在熱脹冷縮的應力作用下，膨脹系數匹配性較差的元器件易出現金屬疲勞的微裂、焊點疲勞、框架的分層等失效現象。

④恒定加速度

目的是考核電路承受X/Y/Z/X-/Y-/Z-六個方向的離心力的能力，可以暴露由器件結構強度低或固有的機械缺陷引起的失效情況，如芯片脫落、內引線開路、框架變形、漏氣等。

⑤粒子碰撞噪聲檢測

主要目的是檢驗微電路空腔封裝體內是否存在可動多余物，多余物可能導致元器件內部短路失效，試驗原理是對器件施加適當的機械沖擊應力使粘附在期間腔體內的多余物變為可動多余物，在同時施加振動應力，使可動多余物產生振動與腔體撞擊產生噪聲。

⑥密封檢驗

主要應用于具有空腔的電子元器件封裝的氣密性試驗，包括粗檢漏和細檢漏。細檢漏可以通過氦質譜檢漏法、放射性同位素Kr85和光干涉法實現對小通道的泄露實現檢驗，粗檢漏采用各種溶液的氣泡法（硅油、氟化物、酒精、浸潤水溶液等）、稱重法、染色法等實現對大通道泄露的檢測。

⑦ X-ray檢驗

利用高電壓撞擊靶材產生X射線穿透來檢測半導體內部結構質量，框架是否有剝離、開裂、空洞或鍵合不良的情況，是一種常用的無損檢驗方式。

⑧ C模式掃描聲學顯微鏡超聲檢測

通過超聲波與不同密度材料的反射速率及能量不同的特性來進行分析，利用純水當介質傳輸超聲波信號，當信號遇到不同材料的界面時會部分反射或穿透，回波強度會因為材料密度不同而產生差異。利用上述特性可無損檢測元器件是否存在分層、裂紋、空洞等缺陷，并通過圖像對比度判別材料內部聲阻抗差異性，確定缺陷形狀、尺寸和位置。

3.方案設計第三步：根據篩選原則確定最終試驗方案

①應根據被測器件的潛在失效模式定義其可承受的試驗條件；

②應了解器件的電特性、材料屬性和封裝工藝，并結合特點指定試驗條件；

③失效概率較大的試驗優先進行；

④當一種失效模式與其他失效模式產生關聯時，應將容易造成此失效的試驗優先進行；

⑤使用不同方法對同一種失效模式進行篩選時，根據失效概率的分布，對容易觸發失效的試驗優先進行；

⑥考慮經濟性和實效性，將成本低和時間短的試驗優先進行。

電子元器件的固有可靠性取決于產品的可靠性設計，在制造過程中，由于人為因素、工藝水平、設備條件導致成品不能達到固有可靠性的預期，因此在電子元器件裝機之前，把早期失效的產品篩選剔除是保證整機可靠性的重要手段。

針對上述提到的篩選試驗程序，金鑒實驗室建立了元器件篩選的試驗線，典型設備圖所示：

金鑒實驗室配備了先進的測試設備，能夠為客戶提供全面、專業的測試解決方案，確保每一項測試結果的準確性和可靠性。