可靠性筛选试验

產品牢靠性能檢驗牢靠性筛选试验牢靠性筛选试验v第一节牢靠性筛选的目的和意义v其次节牢靠性筛选试验的特点和分类v第三节常用的牢靠性筛选方法v第四节v第五节工作实例牢靠性筛选试验项目筛选应力和筛选时间的确定第一节牢靠性筛选的目的和意义一、牢靠性筛选的目的就是设法在一批元器件中剔除那些由于原材料、设备、工艺等(包括人的因素)方面潜在的不良因素所的有缺陷元器件——早期失效元器件，而把具有确定特性的合格元器件选择出来。二、牢靠性筛选的意义一批元器件由于通过筛选剔除了早期失效的产品，就可提高该批产品的牢靠性水平。在正常状况下，失效率可以降低半个到一个数量级，个别的甚至可降低两个数量级。浴盆曲线浴盆曲线是指产品从投入到报废为止的整个寿命周期内，其牢靠性的变更呈现确定的规律。假如取产品的失效率作为产品的牢靠性特征值，它是以运用时间为横坐标，以失效率为纵坐标的一条曲线。因该曲线两头高，中间低，有些像浴盆，所以称为“浴盆曲线”。失效率随运用时间变更分为三个阶段：早期失效期、偶然失效期和耗损失效期。一、牢靠性筛选的特点1.无论是电子元器件，还是电子设备，其失效机理在产品制造出来以后就已经固定。所以，牢靠性筛选不能变更其失效机理，不能变更单个产品的固有牢靠性水平。但是，通过筛选，可剔除早期失效产品，从而提高成批产品总体的牢靠性水平。或者说，筛选不能提高产品的固有牢靠性，只能提高产品的运用牢靠性。2.牢靠性筛选对性能良好的产品应当是一种非破坏性试验，即试验应力对好产品的损伤要尽可能小。反映在整批产品特性上，就是不应影响其失控机理、失效模式和正常工作，在此前提下，可考虑加大应力进行筛选，以提高筛选效果和缩短筛选时间。3.牢靠性筛选不同于对产品的质量验收和工艺质量管理。第一，筛选的目的不是检查产品在测量的时候是否合格，而是假设全部产品在起先时都是合格的；其次，筛选是一个选择过程，故要对产品进行100％的筛选检查；第三，由筛选分出的等级是由寿命要求和产品预期应用的工作条件而定的。因此，从概念上说，筛选与质量验收工艺、质量管理不同，它不是因为一个或几个参数测量值超过可接收的标准范围而加以剔除，而是考虑这些测量值可能是潜在的早期失效(不行靠)的预兆。其次节牢靠性筛选试验的特点和分类（1）筛选试验一般要100%地对受试产品施加压力，目的是暴露产品固有的以及生产和、工艺过程引进和那些一般在正常质量检验和试验过程中不会出现的缺陷；（2）筛选试验是一种非破坏性试验，不应影响整批产品失效机理、失效模式和正常工作；（3）筛选试验是一个选择过程，对产品进行100%的筛选检查，由筛选分出的等级是相应于寿命要求和产品预期应用的工作条件而定的，但筛选试验条件不必精确模拟真实的工作条件和环境条件。（4）对单个产品来说，牢靠性筛选试验不能提高其牢靠性，相反，若筛选项目和所用的“应力”水平选择不当，还会使单个产品的牢靠性降低，同时，对于生产部门来说，牢靠性筛选试验好要付确定的代价（成品率降低、成本增加、生产周期加长等），但由于通过牢靠性筛选试验剔除了整批产品中的早期失效产品，因此可提高整批产品的牢靠性，二、牢靠性筛选试验的分类依据筛选的性质和所加的应力或所运用的仪器设备的不同，牢靠性筛选试验大致可以分类如下：1.检查筛选（1）目视或放大镜、显微镜检查筛选（2）红外线非破坏性检查筛选（3）x射线非破坏性检查筛选（4）颗粒碰撞噪声测试筛选2.密封性筛选（1）液浸浸没检漏筛选（2）氦质谱检漏筛选（3）放射性同位素气体示踪检漏筛选（4）度试验筛选3.环境应力筛选（1）力学环境应力筛选（2）气候环境应力筛选（3）特殊环境应力筛选（4）混合环境应力筛选4.寿命筛选（1）高温贮存筛选（2）低温贮存筛选（3）功率老炼筛选5.测试筛选（1）初始参选筛选（又称分布截尾帅选）（2）线性判别筛选确定筛选项目的原则1.选择那些对剔除元器件早期失效有重大影响的项目；2.全部筛选项目应使筛选过的元器件具有较高的稳定性和牢靠性。3.全部筛选项目不仅要具有较好的经济性，而且还要有志向的、较高的筛选效率。4.确定筛选试验的应力类型和等级时，应能最有效地激发早期失效，将不行靠的产品剔除而不损坏牢靠的产品。5.任何时候筛选应力的类型和等级都不得使产品承受过应力而变更其固有的失效理，引进新的不应有的失控模式。6.筛选时间的确定，应通过大量的摸底试验，依据产品早期失效的分布形式确定正确的筛选时间。筛选等级—依据用途和牢靠性等级甲级：对牢靠性要求极高，且修理和更换极难，或根本不行能修理、更换的电子系统，如宇航、导弹、海缆等所用的电子元器件要接受甲级筛选；乙级：对牢靠性要求甚高，且修理、更换较难的电子系统，如大型电子计算机；航空电子设备等所用的电子元器件接受乙级筛选；丙级：对牢靠性要求较高，一般可进行修理、更换的地面设备和大型工业限制用的电子系统所用的电子元器件接受丙级筛选一丁级：适用于一般民用设备所用的电子元器件镜检筛选定义：产品在封装以前用显微镜检查。特点：无损筛选设备：30—150x立体显微镜发觉的问题：表面反型层和体内缺陷以外的几乎全部工艺过程中的潜在缺陷，包括：管芯中异物、键合缺陷、组装缺陷、氧化光刻缺陷、金属化层缺陷，等等。镜检标难的制定特殊重要，镜检筛选标准的制定：必需定得既合理又好用。定得太严会将优品误判为劣品，损失较大；定得太松，劣品就简洁漏网。镜检筛选是由工艺线上的人员进行的。凡是重要一些的工艺流程都要实施镜检。具体镜检标准应依据主要的失效模式和机理，再结合具体工艺状况拟定。红外线筛选通过红外探测或照相技术可以揭示器件的热分布特性，从中可以剔除体内或表面热缺陷严峻的器件。红外线检验是非破坏性的筛选方法，它能用来视察反偏结上所发生的二次发光、硅片内部的位错网络、PN结不匀整击穿点、金属膜内部的小孔与键合处的裂纹，以及由于针孔、尖端扩散或二氧化硅层台阶处的局部热点等。尤其适用于大功率器件及大规模集成电路的筛选、检验。对于金属管壳的器件，红外线不能透过，须要在封帽前检查；对于陶瓷管壳，红外线能透过，所以封帽后也可用红外线检查。X射线筛选主要用于检验器件密封后管壳内有无外来物和装片、键合或封装工序中的潜在缺陷及芯片有无裂纹等。x射线法具有双重作用：一是在制造过程中，借助于这种方法，可以剔除有关失效产品；二是由于这种方法是非破坏性的，可用它做失效分析。精密筛选试验技术是在研制海缆系统增音机用高牢靠晶体管过程中发展起来的一项新的筛选技术。通过精密筛选可以保证元器件在20年连续工作中参数漂移不超过规定的指标，如晶体管的hEF变更可以小于3％，其失效率与筛选前相比可以降低一个数量级，达到超高牢靠水平。精密筛选试验通常在较低的应力条件下(接近或略高于元器件的现场运用条件)进行3000—5000小时的电老化。在老化过程中对元器件的电参数进行精确的测量，找出参数随时间的变更规律，从而外推出样品在所要求的工作期限内的参数漂移量，从中选择出一部分漂移小且能满足使用要求的元器件，剔除漂移大的和异样变更的元器件。由于选择了低应力老化，故避开了引入新的失效机理，但要延长试验周期。精密筛选试验要对元器件进行多次测量，由于优质元器件在低应力老化中参数变更微小，故必须接受精密测试仪器精密筛选试验须要特地的仪器设备，故费用昂贵，且周期长，一般仅在海缆，通讯卫星等要求长期稳定牢靠的系统元器件筛选中作为必要的筛选项目。精密筛选①筛选工作只能提高元器件的运用牢靠性，但不能提高元器件的固有牢靠性。②筛选工作应在质量验收合格后才能进行。③筛选工作要有适当的标准，应当依据产品的须要规定合格或被淘汰的标准，要特殊留意避开“合格不合用