電子元器件的篩選方法及方案設(shè)計(jì)原則

假如在安裝之前不對(duì)電子元器件進(jìn)行篩選檢測(cè)，一旦焊入印刷電路板上，發(fā)現(xiàn)電路不能正常工作，再去檢查就會(huì)浪費(fèi)時(shí)間和精力，還會(huì)損壞元件及印刷電路板。最好是在動(dòng)手準(zhǔn)備之前，對(duì)照電路原理圖列出所需元器件的清單。為了保證在試制的過(guò)程中不浪費(fèi)時(shí)間減少差錯(cuò)，同時(shí)也保證制成后的裝置能長(zhǎng)期穩(wěn)定地工作，待所有元器件都備齊后，還必須對(duì)其篩選檢測(cè)。

1、外觀質(zhì)量檢查

拿到一個(gè)電子元器件之后，應(yīng)看其外觀有無(wú)明顯損壞。如變壓器，看其所有引線有否折斷，外表有無(wú)銹蝕，線包、骨架有無(wú)破損等。如，看其外表有無(wú)破損，引腳有無(wú)折斷或銹蝕，還要檢查一下器件上的型號(hào)是否清晰可辨。對(duì)于電位器、可變器之類的可調(diào)元件，還要檢查在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，其活動(dòng)是否平滑、靈活，松緊是否合適，應(yīng)無(wú)機(jī)械噪聲，手感好，并保證各觸點(diǎn)接觸良好。

各種不同的電子元器件都有自身的特點(diǎn)和要求，大家平時(shí)應(yīng)多了解一些有關(guān)各元件的性能和參數(shù)、特點(diǎn)，積累經(jīng)驗(yàn)。

2、性能的篩選

要保證試制的電子裝置能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定地通作，并且經(jīng)得起應(yīng)用環(huán)境和其它可能因素的考驗(yàn)，對(duì)電子元器件的篩選是必不可少的一道工序。所謂篩選，就是對(duì)電子元器件施加一種應(yīng)力或多種應(yīng)力試驗(yàn)，暴露元器件的固有缺陷而不破壞它的完整性。篩選的理論是：如果試驗(yàn)及應(yīng)力等級(jí)選擇適當(dāng)，劣質(zhì)品會(huì)失效，而優(yōu)良品則會(huì)通過(guò)。人們?cè)陂L(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)新制造出來(lái)的電子元器件，在剛投入使用的時(shí)候，一般失效率較高，叫做早期失效，經(jīng)過(guò)早期失效后，電子元器件便進(jìn)入了正常的使用期階段，一般來(lái)說(shuō)，在這一階段中，電子元器件的失效率會(huì)大大降低。過(guò)了正常使用階段，電子元器件便進(jìn)入了耗損老化期階段，那將意味著壽終正寢。這個(gè)規(guī)律，恰似一條浴盆曲線，稱它為電子元器件的效能曲線，

電子元器件失效的原因，是由于在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)時(shí)所選用的原材料或工藝措施不當(dāng)而引起的。元器件的早期失效十分有害，但又不可避免。因此，只能人為地創(chuàng)造早期工作條件，從而在制成產(chǎn)品前就將劣質(zhì)品剔除，讓用于產(chǎn)品制作的元器件一開始就進(jìn)入正常使用階段，減少失效，增加其可靠性。

在正規(guī)的電子工廠里，采用的老化篩選項(xiàng)目一般有：高溫存貯老化；高低溫循環(huán)老化；高低溫沖擊老化和高溫功率老化等。其中高溫功率老化是給試驗(yàn)的電子元器件通電，模擬實(shí)際工作條件，再加上＋80℃－＋180℃的高溫經(jīng)歷幾個(gè)小時(shí)，它是一種對(duì)元器件多種潛在故障都有檢驗(yàn)作用的有效措施，也是目前采用得最多的一種方法。對(duì)于業(yè)余愛好者來(lái)說(shuō)，在單件電子制作過(guò)程中，是不太可能采取這些方法進(jìn)行老化檢測(cè)的，在大多數(shù)情況下，采用了自然老化的方式。

關(guān)于元器件篩選方案的設(shè)計(jì)原則，定義如下

篩選效率W=剔除次品數(shù)/實(shí)際次品數(shù)

篩選損耗率L=好品損壞數(shù)/實(shí)際好品數(shù)

篩選淘汰率Q=剔降次品數(shù)/進(jìn)行篩選的產(chǎn)品總數(shù)

理想的可靠性篩選應(yīng)使W=1，L=0，這樣才能達(dá)到可靠性篩選的目的。Q值大小反映了這些產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中存在問(wèn)題的大小。Q值越大，表示這批產(chǎn)品篩選前的可靠性越差，亦即生產(chǎn)過(guò)程中所存在的問(wèn)題越大，產(chǎn)品的成品率越低。

篩選項(xiàng)目選擇越多，應(yīng)力條件越嚴(yán)格，劣品淘汰得越徹底，其篩選效率就越高，篩選出的元器件可靠性水平也越接近于產(chǎn)品的固有可靠性水平。但是這樣做要付出更高的費(fèi)用和更長(zhǎng)的周期，最終降低了篩選效率。

因此，篩選條件選擇過(guò)高會(huì)造成不必要的浪費(fèi)，篩選條件過(guò)低則劣品淘汰不徹底，產(chǎn)品的使用可靠性得不到保證。由此可見，篩選強(qiáng)度不夠或篩選條件過(guò)嚴(yán)都對(duì)整批產(chǎn)品的可靠性不利。

為了有效而正確地進(jìn)行可靠性篩選，必須合理地確定篩選項(xiàng)目和篩選應(yīng)力。為此，必須了解產(chǎn)品的失效機(jī)理。產(chǎn)品的類型不同，生產(chǎn)單位不同以及原材料及工藝流程不同時(shí)，其失效機(jī)理就不一定相同，因而可靠性篩選的條件也應(yīng)有所不同。

因此，必須針對(duì)各種具體產(chǎn)品進(jìn)行大量的可靠性試驗(yàn)和篩選摸底試驗(yàn)，從而掌握產(chǎn)品失效機(jī)理與篩選項(xiàng)目間的關(guān)系。

元器件篩選方案的制訂要掌握以下原則：

1）篩選要能有效地剔除早期失效的產(chǎn)品，但不應(yīng)提高正常產(chǎn)品的失效率。

2）為提高篩選效率，可進(jìn)行強(qiáng)應(yīng)力篩選，但不應(yīng)使產(chǎn)品產(chǎn)生新的失效模式。

3）合理選擇能暴露失效的最佳應(yīng)力順序。

4）對(duì)掌握所有產(chǎn)品的失效模式。

5）為制訂合理有效的篩選方案，必須了解各有關(guān)元器件的特性、材料、封裝及制造技術(shù)。

總結(jié)：在遵循以上五條原則的同時(shí)，應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)周期，合理制定篩選時(shí)間。介于目前我國(guó)電子元器件設(shè)計(jì)、制造和工藝等方面的現(xiàn)狀，以及進(jìn)口元器件采購(gòu)中的諸多不可控因素，電子元器件二次篩選已成為激發(fā)電子元器件潛在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)缺陷，有效剔除早期失效產(chǎn)品，提高整機(jī)系統(tǒng)的可靠性等方面必不可少的一環(huán)。