（中國電子科技集團(tuán)公司第58研究所，江蘇無錫 214035）

二次篩選生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制

王瑜

（中國電子科技集團(tuán)公司第58研究所，江蘇無錫 214035）

二次篩選不同于一次篩選，是使用方根據(jù)特定要求參考有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合項(xiàng)目的需要進(jìn)行的篩選。對于進(jìn)口器件，有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的選擇尤為重要。隨意加嚴(yán)條件的過度篩選不但起不到甄別產(chǎn)品的作用，還會(huì)帶來其他不良后果，因此，二次篩選的條件把關(guān)、過程控制至關(guān)重要。二次篩選是電子元器件在裝機(jī)使用前可靠性的重要保障過程，文章敘述了電子元器件二次篩選的基本概念，重點(diǎn)對二次篩選過程中的條件確認(rèn)、篩選工序（老煉和電參數(shù)測試）及管理方面進(jìn)行了闡述。

電子元器件；二次篩選；質(zhì)量控制

1 引言

元器件的二次篩選或可靠性篩選，是在元器件制造廠商進(jìn)行工藝篩選的基礎(chǔ)上，整機(jī)研制和生產(chǎn)單位為了滿足整機(jī)系統(tǒng)對元器件的可靠性要求，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定或技術(shù)條件要求的篩選條件，由整機(jī)研制或生產(chǎn)單位委托元器件廠進(jìn)行的篩選。

一般將元器件制造好后進(jìn)行的出廠篩選稱為第一次篩選。而整機(jī)科研和生產(chǎn)單位為了滿足整機(jī)系統(tǒng)對元器件的可靠性要求，對元器件按照驗(yàn)收流程和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的第二次合格性和可靠性篩選，稱為元器件二次篩選。元器件的“一次篩選”和“二次篩選”的目的與試驗(yàn)方法基本相同，但是“二次篩選”是在“一次篩選”的基礎(chǔ)上裁剪而成的。“二次篩選”只能提高元器件的使用可靠性，不能提高其固有可靠性。因此，在選擇元器件時(shí)，還是應(yīng)根據(jù)整機(jī)、設(shè)備的質(zhì)量與可靠性要求，選擇相應(yīng)的高質(zhì)量等級的元器件。

元器件的二次篩選，其目的是為了淘汰由于制造缺陷造成的早期失效產(chǎn)品，保證電子元器件的使用可靠性，確保整機(jī)的性能和可靠性，所以對電子元器件的二次篩選過程必須進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制。

2 二次篩選的適應(yīng)范圍

二次篩選主要適用于下列4種情況的元器件：

(1)元器件生產(chǎn)方未進(jìn)行“一次篩選”，或使用方對“一次篩選”的項(xiàng)目和應(yīng)力未具體了解；

(2)元器件生產(chǎn)方已進(jìn)行“一次篩選”，但是“一次篩選”的項(xiàng)目或應(yīng)力還不能滿足使用方對元器件的質(zhì)量要求；

(3)在元器件的產(chǎn)品規(guī)范中未作具體規(guī)定、元器件生產(chǎn)方也不具備篩選條件的特殊篩選項(xiàng)目；

(4)對元器件生產(chǎn)方是否已按合同規(guī)范的要求進(jìn)行了“一次篩選”或?qū)Τ兄啤耙淮魏Y選”的有效性有疑問因而需要進(jìn)行驗(yàn)證的元器件。

以上前三種情況元器件的二次篩選是很難用其他措施替代的，對于第四種情況則除了進(jìn)行二次篩選外，還可采取對元器件生產(chǎn)方“一次篩選”進(jìn)行監(jiān)督等措施來替代二次篩選。

3 電子元器件二次篩選過程中存在的問題

（1）器件的發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出測試儀器發(fā)展的速度，因此，要達(dá)到100%的測試性篩選的可能性幾乎不存在。

（2）國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的更新速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國外器件采購的速度，因此國外器件篩選的條件和方法不可能100%準(zhǔn)確，檢驗(yàn)過程中應(yīng)力條件的選擇存在弱點(diǎn)。

（3）新器件的測試程序開發(fā)存在一定難度，尤其是國外進(jìn)口IC器件，由于商業(yè)秘密等多種原因，新器件的資料很難獲得，即使有也很難開發(fā)出測試程序。

（4）近年來，假冒偽劣產(chǎn)品越來越趨于常態(tài)化，進(jìn)口器件也存在很多拆機(jī)件和翻新件，但是委托二篩時(shí)并未告知實(shí)際情況，造成進(jìn)口器件二篩檢驗(yàn)過程中問題很多，失效率大大提高。

4 元器件在二次篩選過程中的質(zhì)量控制

從事二次篩選的人員首先要知道篩選流程、篩選標(biāo)準(zhǔn)、篩選條件、技術(shù)要求等，了解被篩選元器件的重要技術(shù)參數(shù)的意義，熟練操作篩選設(shè)備，要具備元器件篩選人員的資格。其次，要熟悉國際標(biāo)準(zhǔn)（國外試驗(yàn)條件），了解國際標(biāo)準(zhǔn)與國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別，時(shí)刻關(guān)注國外標(biāo)準(zhǔn)的更新，確保國外器件二次篩選試驗(yàn)條件的準(zhǔn)確性。下面主要描述二次篩選過程中條件確認(rèn)、老煉、測試及管理方面的質(zhì)量控制。

4.1 條件確認(rèn)的質(zhì)量控制

4.1.1 BGA封裝器件篩選條件確認(rèn)的質(zhì)量控制

二次篩選的條件確認(rèn)是在二篩試驗(yàn)開始前進(jìn)行的，主要是根據(jù)相關(guān)二篩協(xié)議，確定篩選流程以及篩選標(biāo)準(zhǔn)、篩選條件和技術(shù)要求的選擇。本文主要針對BGA封裝的元器件進(jìn)行研究。

二次篩選的器件主要分為兩大類：國產(chǎn)器件和進(jìn)口器件。許多國產(chǎn)器件都是根據(jù)進(jìn)口器件的參數(shù)、性能和特性，對國外器件進(jìn)行研究和模仿，繼而設(shè)計(jì)出符合國產(chǎn)化需求的器件，因此也存在很多問題。比如封裝形式相同，只是管殼略有差異，但是僅憑肉眼是發(fā)現(xiàn)不了的。此類器件在項(xiàng)目評審階段可能只注重測試能力和試驗(yàn)可行性評審，并不注重進(jìn)口器件和國產(chǎn)器件在管殼及焊球材料方面的差異，容易導(dǎo)致因插座不匹配而造成蓋板損傷和焊球變形。

BGA封裝器件在二次篩選過程中應(yīng)進(jìn)行如下質(zhì)量控制：①每次二篩來料都進(jìn)行詳細(xì)的尺寸測量，確保來料封裝和現(xiàn)有插座相匹配；②每次來料均進(jìn)行100%目檢，并且要求所有電路都必須使用顯微鏡觀察，確保來樣外觀無異常；③每次試驗(yàn)前都要對插座進(jìn)行檢查，確保插座穩(wěn)定性和可靠性，確保不會(huì)因插座造成器件損傷；④試驗(yàn)前需仔細(xì)核查器件手冊，確保環(huán)境試驗(yàn)溫度選擇準(zhǔn)確，避免在篩選過程中因溫度條件選擇不當(dāng)而造成器件損傷。

4.1.2 標(biāo)準(zhǔn)及試驗(yàn)條件選擇的質(zhì)量控制

二次篩選過程中條件選擇不當(dāng)也可能造成器件損傷。二次篩選的流程都是根據(jù)客戶協(xié)議來定的，協(xié)議內(nèi)容還包含所篩器件對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)、條件和技術(shù)要求。集成電路所選標(biāo)準(zhǔn)為GJB548B-2005《微電子器件試驗(yàn)方法和程序》，分立器件的標(biāo)準(zhǔn)為GJB128-97《半導(dǎo)體分立器件試驗(yàn)方法》。就集成電路而言，GJB548的最新標(biāo)準(zhǔn)為2005版，而國外集成電路883的標(biāo)準(zhǔn)最新版本是2015年更新的，而我們的二篩協(xié)議所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)都是GJB548B-2005，與國外的標(biāo)準(zhǔn)差距較大。

GJB主要針對的是國產(chǎn)器件，所以對國產(chǎn)器件的二次篩選影響較小，國外標(biāo)準(zhǔn)更新與否對二篩試驗(yàn)條件和技術(shù)要求的選擇影響也較小。但是，對于進(jìn)口器件來說，尤其是混合集成電路，GJB548B-2005已經(jīng)不能滿足器件要求。就密封而言，GJB548B的最小壓力為310 kPa，而美軍標(biāo)883最新標(biāo)準(zhǔn)中密封的最小壓力為206 kPa，特別適用于大型混合集成電路。假如條件選擇不當(dāng)，容易對器件造成損傷，甚至直接導(dǎo)致器件失效，造成不可挽回的損失。因此，合適的標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)條件的選擇，對器件的二次篩選有相當(dāng)大的影響，二次篩選的承制單位也要承擔(dān)相當(dāng)大的經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)。

針對篩選標(biāo)準(zhǔn)和篩選條件的選擇，應(yīng)進(jìn)行如下質(zhì)量控制：①二篩承制單位每年都要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)比對，列出二次篩選相關(guān)試驗(yàn)國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的差異；②如發(fā)現(xiàn)器件二次篩選應(yīng)力條件的選擇與送檢單位的協(xié)議及標(biāo)準(zhǔn)相沖突時(shí)，第一時(shí)間反饋客戶，在征得客戶同意的基礎(chǔ)上，確定二次篩選的標(biāo)準(zhǔn)及條件；③標(biāo)準(zhǔn)及條件選擇時(shí)，如發(fā)現(xiàn)國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)已無法滿足進(jìn)口器件的篩選要求，在征得客戶同意的基礎(chǔ)上，引用國外標(biāo)準(zhǔn)；④與客戶的條件確認(rèn)及反饋必須以正式的書面反饋形式執(zhí)行，一切口頭承諾均視為無效。

4.1.3 生產(chǎn)流程的質(zhì)量控制

生產(chǎn)流程主要分新品篩選流程和老品篩選流程，本文主要針對新品篩選流程進(jìn)行論述。新品即二次篩選承制單位第一次承接的項(xiàng)目。新品一般都要經(jīng)過技術(shù)評審（包含測試能力評審和試驗(yàn)?zāi)芰υu審），才能確定是否有能力進(jìn)行該項(xiàng)目的二次篩選檢驗(yàn)。評審結(jié)束后才能進(jìn)行測試開發(fā)、老化開發(fā)，開發(fā)完成后才能開始二次篩選的檢驗(yàn)。

二次篩選開始前需要先開具檢驗(yàn)流程卡，檢驗(yàn)流程卡中包含二次篩選的檢驗(yàn)項(xiàng)目、篩選標(biāo)準(zhǔn)、篩選條件和技術(shù)要求。一般來說二次篩選的檢驗(yàn)項(xiàng)目和篩選標(biāo)準(zhǔn)都是依據(jù)客戶提供的二篩技術(shù)協(xié)議來制定，但是具體的試驗(yàn)條件和技術(shù)要求都要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來定，因此，檢驗(yàn)流程卡的擬制尤其重要。

生產(chǎn)流程的質(zhì)量控制需從以下幾方面做起：

（1）開具檢驗(yàn)流程卡的檢驗(yàn)員需有一年以上的工作經(jīng)驗(yàn)；

（2）流程卡擬制完成后，需經(jīng)由3年以上工作經(jīng)驗(yàn)的檢驗(yàn)員審核后才能投入生產(chǎn)；

（3）新品流程卡除了擬制、審核外，還需有技術(shù)主管二次審核并簽字，確保試驗(yàn)條件和技術(shù)要求無誤后方能開始運(yùn)行；

（4）建立二篩信息庫，包含客戶信息、產(chǎn)品信息、試驗(yàn)條件信息及技術(shù)要求信息，確保所有二篩老品項(xiàng)目都可從二篩信息庫中查詢相關(guān)客戶信息和試驗(yàn)信息；

（5）流程卡中設(shè)立PDA控制線，如客戶協(xié)議沒有PDA控制線，按內(nèi)控PDA控制線設(shè)定，確保二篩檢驗(yàn)過程中能及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常并反饋客戶。

4.2 老煉的質(zhì)量控制

老煉是在規(guī)定的溫度下給元器件通上規(guī)定時(shí)間的電應(yīng)力，使器件具有的潛在缺陷提前暴露。被篩選的器件一般加額定功率，溫度基本恒定，集成電路在高溫下老煉，分立器件分為常溫功率老煉和高溫反偏老煉。在高溫下加功率的老煉通常稱為高溫電老煉，這項(xiàng)試驗(yàn)是具有加速度的篩選，它能提前暴露器件潛在缺陷，從而把早期失效的器件剔除。電功率老煉由于比較接近器件的實(shí)際工作狀態(tài)，所以被認(rèn)為是一種最有效的篩選手段。老煉過程中需要控制的參數(shù)有電壓、電流、溫度、時(shí)間等。如果控制不好，如電流或電壓應(yīng)力過大都將對產(chǎn)品產(chǎn)生不應(yīng)有的損傷，甚至可能引入新的失效因子，產(chǎn)生不良的隱患；如果電流或電壓應(yīng)力過小，器件的不可靠因素難以充分暴露，也就不能剔除潛在缺陷的器件，從而無法達(dá)到預(yù)期的篩選結(jié)果。因此，功率老煉中的參數(shù)選擇控制顯得尤為重要。

老煉的質(zhì)量控制要從以下幾方面做起：

（1）老煉前，按照資料規(guī)定的電流和電壓條件，認(rèn)真核對老煉條件；

（2）老煉前，檢查所用的老煉設(shè)備是否完好，是否按規(guī)定定期檢定合格，并在有效的計(jì)量檢定周期內(nèi)使用；

（2）認(rèn)真消化老煉設(shè)備操作規(guī)程，并嚴(yán)格執(zhí)行；

（4）老煉前檢查老化板、插座、電容、電阻等是否完好，確認(rèn)老化板是否符合要求；

（5）通電前應(yīng)檢查是否有接地、斷路和短路現(xiàn)象。器件安裝后，應(yīng)注意檢查安裝極性；檢查接線夾、接線片等是否安裝牢固可靠，決不能有松動(dòng)和脫落現(xiàn)象，此項(xiàng)操作稍有不慎就會(huì)造成器件的報(bào)廢；

（6）對于電子元器件，一般應(yīng)該輕取輕放，否則容易造成外形變形或尺寸變化。電子元器件在插入或拔出夾具時(shí)不能猛插猛取，否則會(huì)由于用力過大而造成機(jī)械應(yīng)力疲勞；在保證接觸良好的狀態(tài)下，對器件管腳施加的應(yīng)力應(yīng)該越小越好；

（7）插入或拔出器件時(shí)要做好防靜電措施，確保操作過程中不會(huì)對器件造成靜電損傷。

4.3 測試的質(zhì)量控制

為了確保器件測試時(shí)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，且器件不至于損壞或受損傷，應(yīng)進(jìn)行如下控制：

（1）嚴(yán)格進(jìn)行生產(chǎn)線測試程序管控，產(chǎn)線工人調(diào)用的程序必須是經(jīng)過評審并審核通過的程序，為了避免生產(chǎn)過程中產(chǎn)線工人及研發(fā)人員隨意更改程序，僅賦予產(chǎn)線工人和研發(fā)人員調(diào)用程序的權(quán)限，杜絕程序更改的可能。

（2）嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境的測試條件：常溫測試的環(huán)境溫度控制在25±3℃以內(nèi)；相對濕度為20%～70%；高、低溫測試嚴(yán)格按規(guī)定的環(huán)境溫度進(jìn)行；嚴(yán)格執(zhí)行器件的規(guī)范條件進(jìn)行參數(shù)測試，嚴(yán)格按特定的參數(shù)條件及規(guī)范要求進(jìn)行測試。

（3）所用的檢測儀器設(shè)備應(yīng)按規(guī)定定期檢定合格，并在有效的計(jì)量檢定周期內(nèi)使用，測量前應(yīng)先校準(zhǔn)儀器，儀器設(shè)備的精度應(yīng)滿足試驗(yàn)和檢測的要求。

（4）每天由設(shè)備維護(hù)人員進(jìn)行設(shè)備自檢，確保器件上機(jī)前設(shè)備正常，避免因設(shè)備原因造成器件損傷。

（5）測試過程中，器件所施加的電流和電壓不能超過器件的最大額定值。測試儀器設(shè)備自身的漏電應(yīng)遠(yuǎn)小于被測器件的反向漏電流。作為預(yù)防措施，應(yīng)避免引線誤接、反接和短路等情況的發(fā)生。

4.4 管理方面的質(zhì)量控制

在二次篩選工作中，只有管理到位，才能保證元器件按照正確的試驗(yàn)條件和方法進(jìn)行篩選，只有通過系統(tǒng)、規(guī)范、有效的管理途徑，才能充分發(fā)揮二次篩選的把關(guān)作用，最終實(shí)現(xiàn)軍用產(chǎn)品高可靠性的目標(biāo)。為了提高元器件篩選質(zhì)量與效率，更好地滿足客戶要求，在管理上采取以下措施：

（1）由于送篩電子元器件批次多、數(shù)量多、時(shí)間進(jìn)度不能滿足客戶要求的特點(diǎn)，引進(jìn)了元器件篩選自動(dòng)排產(chǎn)系統(tǒng)，此系統(tǒng)不但能夠及時(shí)跟蹤器件的完成與未完成情況，還能根據(jù)送篩單位、型號(hào)等方面生成統(tǒng)計(jì)報(bào)表，能根據(jù)現(xiàn)有產(chǎn)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排產(chǎn)，大大縮減了工作時(shí)間，能有效解決進(jìn)度與質(zhì)量的矛盾，實(shí)現(xiàn)元器件篩選信息化管理的目的。

（2）在質(zhì)量上，積極做好質(zhì)量體系內(nèi)部審核和監(jiān)督檢查。堅(jiān)持從源頭抓起，控制重點(diǎn)環(huán)節(jié)，切實(shí)暴露問題，持續(xù)不斷改進(jìn)，達(dá)到閉環(huán)的目標(biāo)；按人員比例配備質(zhì)量監(jiān)督員，對篩選檢測全過程實(shí)施質(zhì)量監(jiān)督并記錄。

（3）堅(jiān)持質(zhì)量信息統(tǒng)計(jì)和反饋上報(bào)工作。上報(bào)內(nèi)容除了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，重點(diǎn)是批次性問題、可能存在的質(zhì)量隱患以及對質(zhì)量控制的建議，為用戶提供可靠性的信息，同時(shí)也為上級部門制定相應(yīng)管理措施提供了參考依據(jù)。

4.5 包裝方面的質(zhì)量控制

二次篩選運(yùn)行過程中，包裝材料的控制也非常重要。二篩來料的包裝都是專用材料，很多材料都是進(jìn)口的，如需采購其周期很長，但是二次篩選的周期又很短，因此器件的原包裝材料不可缺失。為了確保二篩發(fā)貨時(shí)包裝材料的完整性，二篩來料后即將原包裝保存，直至二篩發(fā)貨。

如何在二篩過程中確保器件的完好也是非常重要的。因此在二篩過程中，使用防靜電托盤、防靜電自吸附盒、防靜電盒和防靜電泡沫中轉(zhuǎn)，確保二篩過程中的防靜電防護(hù)和物理防護(hù)。最后，二篩發(fā)貨時(shí)再使用原包裝材料，確保運(yùn)輸過程中器件的完好。

5 結(jié)束語

軍用電子元器件二次篩選生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制范圍很廣，只有充分認(rèn)識(shí)到二次篩選質(zhì)量的重要性，提高員工的質(zhì)量意識(shí)，才能充分保障元器件二次篩選的質(zhì)量。

[1]張立新.電子元器件二次篩選及質(zhì)量控制探討[J].環(huán)境與可靠性，2016，01.

[2]王曉霞，馮素萍.電子元器件二次篩選質(zhì)量控制方法[J].計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程，2010.

[3]孟碧云.軍用電子元器件二次篩選質(zhì)量管理[J].綠色質(zhì)量與管理，2010.

Studies of Quality Control During Secondary Screening

WANG Yu
（China Electronics Technology Group Corporation No.58 Research Institute,Wuxi 214035,China）

Secondaryscreening,differentfromthefirstone,referstoaspecificscreeningprocessmainlysubject to customer standards and project requirements.It deems more attention when dealing with imported devices. Excessive screeningmayruin the devices.Secondaryscreening,in this case,ensures the reliabilityof devices.In the paper,the concept of secondary screening is overviewed.The condition confirmation,screening sequence (burn-intestandelectricparametertest),andmanagementduringthesecondaryscreeningaredescribedindetails.

electronic components;secondary screening;quality control

TN307

A

1681-1070（2016）12-0040-04

王 瑜（1984—），女，江蘇宜興人，本科，畢業(yè)于江南大學(xué)，目前從事電子元器件的二次篩選檢驗(yàn)工作。

2016-6-13