【導讀】元器件是整機的基礎，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，在使用中形成與時(shí)間或應力有關(guān)的失效。為了保證整批元器件的可靠性，滿(mǎn)足整機要求，必須把使用條件下可能出現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(xiàn)"的失效率曲線(xiàn)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準去衡量。判斷元器件的失效與否是由失效判別標準一一失效判據所確定的。
失效判據是質(zhì)量和可靠性的指標，有時(shí)也有成本的內涵，所以元器件失效不僅指功能的完全喪失，而且指電學(xué)特性或物理參數降低到不能滿(mǎn)足規定的要求。簡(jiǎn)而言之，產(chǎn)品失去規定的功能稱(chēng)為失效。
在選擇可靠性篩選次序時(shí)先先了解一下元器件失效都有哪些？
失效一般分為現場(chǎng)失效和試驗失效。
現場(chǎng)失效一般是在裝機以后出現的失效，因此，我們在元器件測試篩選過(guò)程中只考慮試驗失效。
試驗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)境應力篩選來(lái)檢測。
所謂環(huán)境應力篩選，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)品可靠性接近設計的固有可靠性水平，而不使產(chǎn)品受到疲勞損傷。
在正常情況下是通過(guò)在檢測時(shí)施加一段時(shí)問(wèn)的環(huán)境應力后，對外觀(guān)的檢查(主要是鏡檢，根據元器件的質(zhì)量要求，采用放大10倍對元器件外觀(guān)進(jìn)行檢測；也可以根據需要安排紅外線(xiàn)及X射線(xiàn)檢查)，以及氣密性篩選來(lái)完成，當有特殊需要時(shí)，可以增加一些DPA(破壞性物理分析)等特殊測試。
這些篩選項目對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性失效、功能性失效和電參數失效。
連結性失效指開(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。因為在元器件篩選測試過(guò)程中，由于過(guò)電應力所引起的大多為連結性失效，同時(shí)，連結性失效可以引發(fā)功能性失效和電參數失效，但是功能性失效和電參數失效不會(huì )引發(fā)連結性失效。
主要原因是，當連結性失效模式被特定的篩選條件觸發(fā)時(shí)，往往出現的現象為元器件封裝涂覆發(fā)生銹蝕、外殼斷裂、引線(xiàn)熔斷、脫落或者與其他引線(xiàn)短路，主要表現為機械和熱應力損傷，但是有時(shí)并不表現為連結性故障，而是反映為金屬疲勞、鍵合強度不夠等問(wèn)題，這些本身不會(huì )引發(fā)連結性失效，但是會(huì )引發(fā)功能性失效和電參數失效，需要通過(guò)功能性和電參數監測才能發(fā)現。
但是，電路的功能性失效和電參數失效被特定的的篩選條件觸發(fā)時(shí)，出現的現象是某些特定的功能失效、電參數超差等。
造成這些失效的主要原因在于：制造、設計中的缺陷以及生產(chǎn)工藝控制不嚴，使生產(chǎn)過(guò)程中各種生產(chǎn)要素如空氣潔凈度等級、超純水的質(zhì)量監測、超純氣體和化學(xué)試劑達不到規定的要求；在運輸轉運過(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)品不能達到規定的質(zhì)量等級要求。當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失效，但是這些功能性失效和電參數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線(xiàn)出現燒毀、短路、開(kāi)路等現象，所以電路的功能性失效和電參數失效與連結性失效不產(chǎn)生引發(fā)效果。
在安排測試篩選先后次序時(shí)，有兩種方案：
a)方案1：將不產(chǎn)生連環(huán)引發(fā)效果的失效模式篩選放在前面，將可以與其他失效模式產(chǎn)生連環(huán)引發(fā)效果的失效模式篩選放在后面。
b)方案2：將可以與其他失效模式產(chǎn)生連環(huán)引發(fā)效果的失效模式篩選放在前面，將不產(chǎn)生連環(huán)引發(fā)效果的失效模式篩選放在后面。
如果選擇方案1，會(huì )發(fā)現將可以與其他失效模式產(chǎn)生連環(huán)引發(fā)效果的失效模式篩選放在后面時(shí)，出現本身失效模式?jīng)]有被觸發(fā)、其他關(guān)聯(lián)的相關(guān)失效模式被觸發(fā)的情況時(shí)，這種帶有缺陷的元器件不能被準確地定位、剔除，因為該類(lèi)失效模式的檢測已經(jīng)在前面做過(guò)了。而選擇方案2就可以非常有效地避免上述問(wèn)題的發(fā)生，使篩選過(guò)程優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟和高效。
因此，決定元器件測試篩選先后次序的原則是：
- 失效概率最大的篩選方法首先做。
- 當一種失效模式可以與其他失效模式產(chǎn)生關(guān)聯(lián)時(shí)，應將此失效模式的篩選放在前面。
- 使用不同方法對同一種失效模式進(jìn)行篩選時(shí)，首先考慮失效概率的分布，容易觸發(fā)失效的篩選方法首先進(jìn)行。
- 考慮經(jīng)濟性，便宜的先做。
- 考慮時(shí)間性，時(shí)間長(cháng)的后做。
- 測試順序的安排是后面的參數能夠檢查元器件經(jīng)前面參數測試后可能產(chǎn)生的變化。對有耐電壓、絕緣電阻測試要求的元器件，耐壓在前、絕緣在后，功能參數最后測試；對有擊穿電壓和漏電流測試要求的元器件，擊穿電壓在前，漏電流在后，功能參數最后測試。
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