電子元器件的篩選方法及方案設計原則

假如在安裝之前不對電子元器件進行篩選檢測，一旦焊入印刷電路板上，發(fā)現電路不能正常工作，再去檢查就會浪費時間和精力，還會損壞元件及印刷電路板。最好是在動手準備之前，對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程中不浪費時間減少差錯，同時也保證制成后的裝置能長期穩(wěn)定地工作，待所有元器件都備齊后，還必須對其篩選檢測。

1、外觀質量檢查

拿到一個電子元器件之后，應看其外觀有無明顯損壞。如變壓器，看其所有引線有否折斷，外表有無銹蝕，線包、骨架有無破損等。如，看其外表有無破損，引腳有無折斷或銹蝕，還要檢查一下器件上的型號是否清晰可辨。對于電位器、可變器之類的可調元件，還要檢查在調節(jié)范圍內，其活動是否平滑、靈活，松緊是否合適，應無機械噪聲，手感好，并保證各觸點接觸良好。

各種不同的電子元器件都有自身的特點和要求，大家平時應多了解一些有關各元件的性能和參數、特點，積累經驗。

2、性能的篩選

要保證試制的電子裝置能夠長期穩(wěn)定地通作，并且經得起應用環(huán)境和其它可能因素的考驗，對電子元器件的篩選是必不可少的一道工序。所謂篩選，就是對電子元器件施加一種應力或多種應力試驗，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：如果試驗及應力等級選擇適當，劣質品會失效，而優(yōu)良品則會通過。人們在長期的生產實踐中發(fā)現新制造出來的電子元器件，在剛投入使用的時候，一般失效率較高，叫做早期失效，經過早期失效后，電子元器件便進入了正常的使用期階段，一般來說，在這一階段中，電子元器件的失效率會大大降低。過了正常使用階段，電子元器件便進入了耗損老化期階段，那將意味著壽終正寢。這個規(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，是由于在設計和生產時所選用的原材料或工藝措施不當而引起的。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，從而在制成產品前就將劣質品剔除，讓用于產品制作的元器件一開始就進入正常使用階段，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的電子元器件通電，模擬實際工作條件，再加上＋80℃－＋180℃的高溫經歷幾個小時，它是一種對元器件多種潛在故障都有檢驗作用的有效措施，也是目前采用得最多的一種方法。對于業(yè)余愛好者來說，在單件電子制作過程中，是不太可能采取這些方法進行老化檢測的，在大多數情況下，采用了自然老化的方式。

關于元器件篩選方案的設計原則，定義如下

篩選效率W=剔除次品數/實際次品數

篩選損耗率L=好品損壞數/實際好品數

篩選淘汰率Q=剔降次品數/進行篩選的產品總數

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

篩選項目選擇越多，應力條件越嚴格，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品的固有可靠性水平。但是這樣做要付出更高的費用和更長的周期，最終降低了篩選效率。

因此，篩選條件選擇過高會造成不必要的浪費，篩選條件過低則劣品淘汰不徹底，產品的使用可靠性得不到保證。由此可見，篩選強度不夠或篩選條件過嚴都對整批產品的可靠性不利。

為了有效而正確地進行可靠性篩選，必須合理地確定篩選項目和篩選應力。為此，必須了解產品的失效機理。產品的類型不同，生產單位不同以及原材料及工藝流程不同時，其失效機理就不一定相同，因而可靠性篩選的條件也應有所不同。

因此，必須針對各種具體產品進行大量的可靠性試驗和篩選摸底試驗，從而掌握產品失效機理與篩選項目間的關系。

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品，但不應提高正常產品的失效率。

2）為提高篩選效率，可進行強應力篩選，但不應使產品產生新的失效模式。

3）合理選擇能暴露失效的最佳應力順序。

4）對掌握所有產品的失效模式。

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

總結：在遵循以上五條原則的同時，應結合生產周期，合理制定篩選時間。介于目前我國電子元器件設計、制造和工藝等方面的現狀，以及進口元器件采購中的諸多不可控因素，電子元器件二次篩選已成為激發(fā)電子元器件潛在設計、生產缺陷，有效剔除早期失效產品，提高整機系統(tǒng)的可靠性等方面必不可少的一環(huán)。