电子元器件的贮存可靠性及评价技术

电子元器件的贮存可靠性及评价技术

李宜真

（工业和信息化部电子第五研究所）

摘要：作为最基础的组成部分，在电路系统中电子元器件对于其系统的正常、安全可靠运行发挥了重要作用，保证与整机系统有效配合，这就要求电子元器件具有较高的贮存可靠性，正因为电子元器件在电路系统中占有的重要位置，对其贮存可靠性的关注度越来越高。现实经验表明，在日益复杂的电子设备使用环境中，保证高要求的贮存可靠性，才能提高整机的可靠性。

关键词：电子元器件；贮存可靠性；评价技术

前言：对于电子元器件的贮存可靠性来说，主要是指在贮存期间在规定的时间与环境下保持功能不变，依然能够正常运行。在现代工业中电子元器件是现代装备中必不可少的基础零部件，而一旦功能时常等不可靠现象的出现，引起整机装备的失效问题，影响到正常的生产活动。特殊环境下，随着贮存时间的增加，失效现象更为严重，这是一项电子元器件在使用过程中尤为注意的一项重要问题。本文以电子元器件为研究对象，对其贮存可靠性的相关事宜与评价技术展开了相关论述。

一、电子元器件保证贮存可靠性的重要原因

经过长期的实践表明，在进行延长使用寿命之后发现对于大多数电子元器件来说，贮存时间大于十年，在性能方面多少存在问题，多数不能达到贮存期限的要求。经过进一步对失效现象的研究表明，导致失效的原因主要有内部模块与制造工艺存在问题，而在制造初期这些问题缺陷不容易发现察觉，导致问题更加严重。所以对其贮存可靠性的研究，很重要的原因是保证在应用中的可靠性，进而借助技术手段，通过实验发现工艺缺陷，对于器件与装备的可靠性有着重要的积极意义。

二、电子元器件失效原因

（一）科学设计的缺乏

从以往的电子产品中，对其分析看出其元器件的失效，导致失效的原因不仅只有本身质量问题，而且也有设计方面存在的问题，在设计中不合理，缺乏科学的设计思路。如在某一雷达产品中，使用中有晶振振荡不稳定的问题，根据一般经验会以为引起其问题出现的问题是集成电路存在问题，集成电路更换后这样的问题并没有很好的解决，经过细致分析之后发现，真正的原因与电路设计有关，在更改电路设计之后，故障最终得以排除[1]。

（二）人为干扰

在统计相关数据表明，在众多引起失效的原因中，人为因素是导致出现失效现象的重要因素。产品生产使用的一系列环节中都会因为人为因素引起器件的失效。例如在装配中，在对单元板进行组成处理之后，整个系统进行运行调整的状态，整机功能也正在处于正常的状态，但元器件在与电路印制板焊接，在装机之后，设备的运转出现了异常情况，经过专业分析得出引起设备不能正常运转的原因是焊接中电烙铁的接地状态不是很理想，与电路焊接标准要求不能相适应，这就导致设备整机不能处于正常运转的状态。

（三）其它电应力

近些年来有其它电应力引起的失效问题呈现逐年上升的趋势，较为普遍的因素有静电与接地不良等因素。在很多单位供电系统中采取“0”保护的保护模式，也就是连接“地”线与“零”线，这与供电系统使用标准相符合。但是在对微电子器件等这些器件设计、生产中，其保护必须严格要求采取接“地”的保护模式，也就是与“零”线之间保持严格分开的关系，在具体应用中缺乏对这些问题的高度重视，使得出现了失效现象[2]。

三、贮存可靠性评价技术

经过对失效形式与原因分析发现，引起器件的失效原因主要是芯片引线脱落，或者是受到水汽的影响，在生产中工艺的不足，原料受到污染或是存在缺陷，都会影响到贮存寿命，自然会影响到贮存可靠性，因此对失效的原因分析要从多方面进行分析。为更好地保证可靠性，拥有一套评价技术显得尤为重要。从当前评价技术应用现状上来看，主要有以下几种应用广泛的技术。

（一）长期贮存试验评价技术

这种评价技术有着最为直接的特点，也是有效性最高的技术方法，在长期贮存中能够掌握其失效信息。此外该种技术还具有直接真实性，能够结合失效原因，寻找出既可靠，又有效的改进措施。因此而言，在新型或者是关键性的电子元器件，尽管其技术具有直接性与真实性，也较为有效，但是其应用过程中耗费的时间较长，这是一项不可回避的劣势。

（二）极限应力评价技术

这是一种针对于元器件生产应用中处理缺陷问题的重要技术方法。其评价技术方法是借助力学性能实验用以将产品失效模与失效机理确定出来，找到改进措施。结合相关的物理模型，确定出模拟试验方法，对产品可靠性做出正确的评价。在众多的物理模型中有两种相似的模型：断裂力学模型与应力-强度模型，这两种模型可以对时间效应与激活能不考虑，适用于失效过程短等特点的偶尔与致命性两种失效形式的处理，而另外两种模型：牛顿力学模型与应力-时间模型也有着相似之处，与上面的两种模型相比，在使用中需要既考虑到时间效应，又要考虑到激活能，适用于对失效现象不明显的缓慢退化失效形式的处理[3]。

（三）加速贮存寿命试验技术

在上面第一点提到的长期贮存试验评价技术有着费用较高与周期性较长的特点，因此也就不适用于不是核心或者新型的电子元器件可靠性评价，而加速贮存寿命试验技术能够很好地弥补长期贮存试验评价技术的不足之处，解决其技术不能解决的问题。在短时间内，在较少投入的条件下成为一种重要的可靠性评价技术方法。结合真实环境，通过人为模拟的方式模拟出环境变化速度与加速电子元器件的应力变化速度，加快贮存效果。从实际而言，这种技术评价速度较快，但准确性不能得到保证，还有待提高。

结论：通过本文的论述可知，本文从三个方面对电子元器件的贮存可靠性及评价技术展开了论述。电子元器件在如今的社会生活中尤为常见，在生产生活中有着广泛应用，尤其在现代装备中发挥了重要作用。在实际应用中由于多种因素的影响，长时间处于“长期贮存，一次使用”的状态，贮存可靠性受到影响，影响到设备的正常运转。针对于失效形式与原因，对其贮存可靠性可采取不同的评价技术，以采取有效的解决措施。

参考文献：

[1]许斌.电子元器件加速寿命试验的挑战与对策[J].微电子学,2013,01:148-152.

[2]解江,郭琦,高军.贮存寿命评价工具箱设计研究[J].环境技术,2014,02:20-25.

[3]孔占兴.长期贮存寿命评估方法研究[J].电子与封装,2014,08:45-48.