器件筛选程序和方法中的试验案例讲解

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电子元器件筛选试验所需的仪器设备准入门槛较低，所以国内多家单位均开展了电子元器件的可靠性筛选试验，从而也导致一些检验人员认为筛选试验只需按照产品详细规范中的试验项目进行即可。但筛选与其它类别的检验相比，最大的区别就是剔除早期失效的产品后，使满足可靠性要求的批产品可以直接装机使用，所以整个筛选周期里对于样品的保护、标准的理解及检验细节的把握尤其重要。下面就以典型单片集成电路筛选程序和方法中的试验项目为例重点讲解。

1筛选试验前检查的必要性

在防静电保护下，对每一只产品按照接收标准或详细规范要求进行检查。如可按照GJB548B-2005方法2009进行，放大1.5倍~10倍对产品任何表面部位进行检查。重点关注壳体是否有镀层缺陷（剥落、起皮、起泡、凹坑或腐蚀），以及划伤、擦伤是否暴露了基底金属（仅是暴露底镀层，可以接收）；引线的划痕（图1所示）是否使暴露出的基底金属面积大于引线表面积的5%（暴露引线末端界面的基底金属，可以接收）。必要时需对筛选的每一只样品进行拍照，便于在筛选周期的每一个试验后进行样品比对，从而及时发现试验是否有异常。

2X射线检查

大批量X射线检查时，样品通常都是放在托盘里进行Y方向检查，除了关注芯片与基板的粘接空洞，内部结构是否与设计图纸一致，是否存在多余物外，还应重点关注封装密封区域的空洞是否超标（图2所示），一些单位为了节省筛选时间（聚焦、移动、观察），在检查时只进行整体观察，而不进行细节检查，这样就极易把存在封装隐患的产品留下。

Y方向检查完毕后，再进行X方向或Z方向检查。观察器件内部键合引线是否塌丝、粘接材料堆积是否高于芯片及多余物堆积时，需采用夹具或工装把被测器件侧放，应避免静电损伤及金属镀层细微划伤。

3粒子碰撞噪声检测（PIND）

产品的被测安装面应选取最薄或厚度均匀的一面朝向换能器，扁平封装通常选取Y1方向，轴向引线及圆柱体状的元器件可以采用水平安装。不同的安装面选取将直接影响试验结果的正确性。

另外标准中没有给出被测产品与换能器的粘接方法，只能靠仪器设备供应商提供的粘接方式（图3），一种是水溶胶，另一种是粘接胶带。

走访多家单位可知，一些单位采用水溶胶而不用胶带的主要原因是认为胶带粘接存在能量衰减，不能有效激活内部腔体的细小多余物颗粒，所以选用水溶胶粘接。但水溶胶粘接完成试验后，产品壳体表面容易留下水溶胶残留（图4），如不及时清理，在老炼后产品的镀层可能会发生变色，甚至会腐蚀。

另外，每家单位对于如何去除水溶胶的方法也是五花八门，如直接用水浸泡或采用40~50℃去离子水循环冲洗后，再用酒精稀释晾干等等。由于不同的粘接方式会对产品造成不同的影响，建议在记录中明确是采用水溶胶还是胶带，便于后续的质量追溯。

4恒定加速度试验

标准中除了试验条件外，并没有提供恒定加速度试验的安装方法，安装方法也是由设备仪器供应商提供，分别为磁贴法、埋砂法及专用夹具法三种安装方式。由于专用夹具的成本昂贵且通用性较差，所以应用较少；而埋砂法中的金刚砂会对样品产生额外应力，并且产品在砂罐中的位置也是造成试验差异的原因之一，所以除个别产品的特殊要求外，该方法应用也较少；磁贴法则综合了其他两种方法的优缺点，是目前应用最广的恒定加速度试验方法，需注意产品的内腔与外壳挠度太大的样品试验时需增加保护垫片。同样，在筛选记录上建议注明恒定加速度试验的安装方式，便于后续的质量追溯。

5老炼及电性能测试

老炼及电性能测试，需重点关注测试插座对产品镀层的损伤程度，如DIP、QFP封装的器件在装配插座（图5所示）时，热沉（被顶针刺破）或管脚（插拔）的镀层均会承受一定程度的损伤（图6所示），另外也要避免测试时的多余物落入夹具内造成更大损伤。

所以，筛选用的测试夹具应重点设计（可以采取钝化顶针倒角及扩大接触面积等措施），避免或降低对镀层造成损伤，因为金属表面的毛细管作用以及物理与化学的吸附作用，使得水汽很容易在镀层表面的针孔附近凝聚，从而发生腐蚀，随着贮存时间的增加，腐蚀逐渐加深和扩大，最终会使镀层破裂。

6密封试验

细检漏试验放置批量产品在加压罐中时，应避免产品之间互相摩擦导致镀层损伤。另外对于粗检漏试验后的样品，应去除产品表面的氟油残留，但标准中未给出如何去除氟油残留，导致每家单位的手段也是各不相同，大多数单位是采用酒精或丙酮等溶剂。

7温度循环试验

试验前应仔细检查箱子内部是否存在沾污，避免滴落在产品表面，经过多次高温及低温的转换后，永久性附着在镀层表面。同时，产品在进箱之前也要避免样品相互之间摩擦导致镀层损伤。

8外部目检

外部目检通常作为单片集成电路筛选试验的最后一个项目，假设在筛选前检查产品时就拍摄了照片，那么这时就可以快速进行比对，找出试验前后的差异，分析产品的外部缺陷是否为试验造成，还是筛选前就有的缺陷。

建议在每个试验完成后必须仔细检查产品状态，便于及时发现异常后采取措施，不要到了最后一个试验环节，才发现了这些缺陷，还搞不清楚这些缺陷发生在哪个环节，最后计算PDA时，造成可判可不判的尴尬局面。

由于元器件种类繁多，即使相同的试验项目，也有不同的试验细节，需多总结提炼，从根本上解决这些问题。

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