本文簡(jiǎn)述了電子元器件篩選的必要性，分析了電子元器件的篩選項(xiàng)目和應(yīng)力條件的選擇原則，介紹了幾種常用的篩選項(xiàng)目和半導(dǎo)體的典型篩選方案設(shè)計(jì)。

　　隨著工業(yè)、軍事和民用等部門(mén)對(duì)電子產(chǎn)品的質(zhì)量要求日益提高，電子設(shè)備的可靠性問(wèn)題受到了越來(lái)越廣泛的重視。對(duì)電子元器件進(jìn)行篩選是提高電子設(shè)備可靠性的最有效措施之一。可靠性篩選的目的是從一批元器件中選出高可靠的元器件，淘汰掉有潛在缺陷的產(chǎn)品。從廣義上來(lái)講，在元器件生產(chǎn)過(guò)程中各種工藝質(zhì)量檢驗(yàn)以及半成品、成品的電參數(shù)測(cè)試都是篩選，而我們這里所講的是專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用于剔除早期失效元器件的可靠性篩選。理想的篩選希望剔除所有的劣品而不損傷優(yōu)品，但實(shí)際的篩選是不能完美無(wú)缺的，因?yàn)槭芎Y選項(xiàng)目和條件的限制，有些劣品很可能漏過(guò)，而有些項(xiàng)目有一定的破壞性，有可能損傷優(yōu)品。但是，可以采用各種方法盡可能地達(dá)到理想狀態(tài)。

　　元器件是整機(jī)的基礎(chǔ)，它在制造過(guò)程中可能會(huì)由于本身固有的缺陷或制造工藝的控制不當(dāng)，在使用中形成與時(shí)間或應(yīng)力有關(guān)的失效。為了保證整批元器件的可靠性，滿(mǎn)足整機(jī)要求，必須把使用條件下可能出現(xiàn)初期失效的元器件剔除。

　　元器件的失效率隨時(shí)間變化的過(guò)程可以用類(lèi)似“浴盆曲線”的失效率曲線來(lái)描述，早期失效率隨時(shí)間的增加而迅速下降，使用壽命期（或稱(chēng)偶然失效期）內(nèi)失效率基本不變。篩選的過(guò)程就是促使元器件提前進(jìn)入失效率基本保持常數(shù)的使用壽命期，同時(shí)在此期間剔除失效的元器件。

　　事物的好與壞的判別必須要有標(biāo)準(zhǔn)去衡量。判斷元器件的失效與否是由失效判別標(biāo)準(zhǔn)一一失效判據(jù)所確定的。失效判據(jù)是質(zhì)量和可靠性的指標(biāo)，有時(shí)也有成本的內(nèi)涵，所以元器件失效不僅指功能的完全喪失，而且指電學(xué)特性或物理參數(shù)降低到不能滿(mǎn)足規(guī)定的要求。簡(jiǎn)而言之，產(chǎn)品失去規(guī)定的功能稱(chēng)為失效。

　　20世紀(jì)60年代以來(lái)，我國(guó)陸續(xù)制定、修訂了一系列標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)發(fā)各種試驗(yàn)方法，開(kāi)拓了旨在研究失效機(jī)理的可靠性物理這門(mén)新的學(xué)科，發(fā)展了失效模式、影響及危害性分析和故障樹(shù)兩種有效的分析方法。這些方法的使用，為提高元器件篩選的有效性和準(zhǔn)確性提供了強(qiáng)大的理論工具。

　　失效一般分為現(xiàn)場(chǎng)失效和試驗(yàn)失效?，F(xiàn)場(chǎng)失效一般是在裝機(jī)以后出現(xiàn)的失效，因此，我們?cè)谠骷y(cè)試篩選過(guò)程中只考慮試驗(yàn)失效。試驗(yàn)失效主要是封裝失效和電性能失效。封裝失效主要依靠環(huán)境應(yīng)力篩選來(lái)檢測(cè)。所謂環(huán)境應(yīng)力篩選，即在篩選時(shí)選擇若干典型的環(huán)境因素，施加于產(chǎn)品的硬件上，使各種潛在的缺陷加速為早期故障，然后加以排除，使產(chǎn)品可靠性接近設(shè)計(jì)的固有可靠性水平，而不使產(chǎn)品受到疲勞損傷。在正常情況下是通過(guò)在檢測(cè)時(shí)施加一段時(shí)問(wèn)的環(huán)境應(yīng)力后，對(duì)外觀的檢查（主要是鏡檢，根據(jù)元器件的質(zhì)量要求，采用放大10倍對(duì)元器件外觀進(jìn)行檢測(cè)；也可以根據(jù)需要安排紅外線及X射線檢查），以及氣密性篩選來(lái)完成，當(dāng)有特殊需要時(shí)，可以增加一些DPA（破壞性物理分析）等特殊測(cè)試；這些篩選項(xiàng)目對(duì)電性能失效模式不會(huì)產(chǎn)生觸發(fā)效果。所以，一般將封裝失效的篩選放在前面，電性能失效的篩選放在后面。

　　電性能失效可以分為連結(jié)性失效、功能性失效和電參數(shù)失效。連結(jié)性失效指開(kāi)路、短路以及電阻值大小的變化，這類(lèi)失效在元器件失效中占有較大的比例。因?yàn)樵谠骷Y選測(cè)試過(guò)程中，由于過(guò)電應(yīng)力所引起的大多為連結(jié)性失效，同時(shí)，連結(jié)性失效可以引發(fā)功能性失效和電參數(shù)失效，但是功能性失效和電參數(shù)失效不會(huì)引發(fā)連結(jié)性失效。主要原因是，當(dāng)連結(jié)性失效模式被特定的篩選條件觸發(fā)時(shí)，往往出現(xiàn)的現(xiàn)象為元器件封裝涂覆發(fā)生銹蝕、外殼斷裂、引線熔斷、脫落或者與其他引線短路，主要表現(xiàn)為機(jī)械和熱應(yīng)力損傷，但是有時(shí)并不表現(xiàn)為連結(jié)性故障，而是反映為金屬疲勞、鍵合強(qiáng)度不夠等問(wèn)題，這些本身不會(huì)引發(fā)連結(jié)性失效，但是會(huì)引發(fā)功能性失效和電參數(shù)失效，需要通過(guò)功能性和電參數(shù)監(jiān)測(cè)才能發(fā)現(xiàn)。但是，電路的功能性失效和電參數(shù)失效被特定的的篩選條件觸發(fā)時(shí)，出現(xiàn)的現(xiàn)象是某些特定的功能失效、電參數(shù)超差等。造成這些失效的主要原因在于：制造、設(shè)計(jì)中的缺陷以及生產(chǎn)工藝控制不嚴(yán)，使生產(chǎn)過(guò)程中各種生產(chǎn)要素如空氣潔凈度等級(jí)、超純水的質(zhì)量監(jiān)測(cè)、超純氣體和化學(xué)試劑達(dá)不到規(guī)定的要求；在運(yùn)輸轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中由于防靜電措施不到位也會(huì)發(fā)生靜電損傷。這些因素作用下半導(dǎo)體晶體會(huì)受到各種表面污染物的玷污，會(huì)使產(chǎn)品不能達(dá)到規(guī)定的質(zhì)量等級(jí)要求。當(dāng)受到特定的外部條件激發(fā)的情況下，就會(huì)產(chǎn)生功能性失效和電參數(shù)失效，但是這些功能性失效和電參數(shù)失效造成的影響往往只能造成元器件部分的功能失去作用，還不能使芯片的封裝和各部分的連結(jié)線出現(xiàn)燒毀、短路、開(kāi)路等現(xiàn)象，所以電路的功能性失效和電參數(shù)失效與連結(jié)性失效不產(chǎn)生引發(fā)效果。