跟着工业、军事和民用等部门对电子产品的质量要求日益进步，电子设备的牢靠性问题遭到了越来越广泛的注重。对电子元器材进行挑选是进步电子设备牢靠性的最有用办法之一。牢靠性挑选的意图是从一批元器材中选出高牢靠的元器材，挑选掉有潜在缺点的产品。从广义上来讲，在元器材出产进程中各种工艺质量检验以及半制品、制品的电参数测验都是挑选，而咱们这儿所讲的是专门规划用于除掉前期失效元器材的牢靠性挑选。抱负的挑选期望除掉一切的劣品而不损害优品，但实践的挑选是不能白璧无瑕的，因为受挑选项目和条件的约束，有些劣品很或许漏过，而有些项目有必定的破坏性，有或许损害优品。可是，能够选用各种办法尽或许地到达抱负状况。
元器材是整机的根底，它在制作进程中或许会因为自身固有的缺点或制作工艺的操控不妥，在运用中构成与时刻或应力有关的失效。为了确保整批元器材的牢靠性，满意整机要求，有必要把运用条件下或许呈现初期失效的元器材除掉。
元器材的失功率随时刻改动的进程能够用相似“浴盆曲线”的失功率曲线来描绘，前期失功率随时刻的添加而敏捷下降，运用寿数期(或称偶尔失效期)内失功率根本不变。挑选的进程便是促进元器材提早进入失功率根本坚持常数的运用寿数期，一起在此期间除掉失效的元器材。
事物的好与坏的判别有必要要有标准去衡量。判别元器材的失效与否是由失效判别标准逐个失效判据所确认的。失效判据是质量和牢靠性的目标，有时也有本钱的内在，所以元器材失效不仅指功用的完全损失，并且指电学特性或物理参数下降到不能满意规则的要求。简而言之，产品失掉规则的功用称为失效。
20世纪60年代以来，我国接连拟定、修订了一系列标准，开发各种实验办法，开辟了旨在研讨失效机理的牢靠性物理这门新的学科，开展了失效形式、影响及危害性剖析和毛病树两种有用的剖析办法。这些办法的运用，为进步元器材挑选的有用性和精确性供给了强壮的理论东西。
失效一般分为现场失效和实验失效。现场失效一般是在装机今后呈现的失效，因而，咱们在元器材测验挑选进程中只考虑实验失效。实验失效首要是封装失效和电功用失效。封装失效首要依托环境应力挑选来检测。所谓环境应力挑选，即在挑选时挑选若干典型的环境要素，施加于产品的硬件上，使各种潜在的缺点加快为前期毛病，然后加以扫除，使产品牢靠性挨近规划的固有牢靠性水平，而不使产品遭到疲惫损害。在正常状况下是经过在检测时施加一段时问的环境应力后，对外观的查看(首要是镜检，根据元器材的质量要求，选用扩大10倍对元器材外观进行检测;也能够根据需求组织红外线及X射线查看)，以及气密性挑选来完结，当有特别需求时，能够添加一些DPA(破坏性物理剖析)等特别测验;这些挑选项目对电功用失效形式不会发生触发效果。所以，一般将封装失效的挑选放在前面，电功用失效的挑选放在后边。
电功用失效能够分为连接性失效、功用性失效和电参数失效。连接性失效指开路、短路以及电阻值巨细的改动，这类失效在元器材失效中占有较大的份额。因为在元器材挑选测验进程中，因为过电应力所引起的大多为连接性失效，一起，连接性失效能够引发功用性失效和电参数失效，可是功用性失效和电参数失效不会引发连接性失效。首要原因是，当连接性失效形式被特定的挑选条件触发时，往往呈现的现象为元器材封装涂覆发生锈蚀、外壳开裂、引线熔断、掉落或许与其他引线短路，首要表现为机械和热应力损害，可是有时并不表现为连接性毛病，而是反映为金属疲惫、键合强度不行等问题，这些自身不会引发连接性失效，可是会引发功用性失效和电参数失效，需求经过功用性和电参数监测才干发现。可是，电路的功用性失效和电参数失效被特定的的挑选条件触发时，呈现的现象是某些特定的功用失效、电参数超差等。形成这些失效的首要原因在于：制作、规划中的缺点以及出产工艺操控不严，使出产进程中各种出产要素如空气洁净度等级、超纯水的质量监测、超纯气体和化学试剂达不到规则的要求;在运送转运进程中因为防静电办法不到位也会发生静电损害。这些要素效果下半导体晶体会遭到各种外表污染物的玷污，会使产品不能到达规则的质量等级要求。当遭到特定的外部条件激起的状况下，就会发生功用性失效和电参数失效，可是这些功用性失效和电参数失效形成的影响往往只能形成元器材部分的功用失掉效果，还不能使芯片的封装和各部分的连接线呈现焚毁、短路、开路等现象，所以电路的功用性失效和电参数失效与连接性失效不发生引发效果。
在组织测验挑选先后次第时，有两种计划：
a)计划1：将不发生连环引发效果的失效形式挑选放在前面，将能够与其他失效形式发生连环引发效果的失效形式挑选放在后边。
b)计划2：将能够与其他失效形式发生连环引发效果的失效形式挑选放在前面，将不发生连环引发效果的失效形式挑选放在后边。
假如挑选计划1，会发现将能够与其他失效形式发生连环引发效果的失效形式挑选放在后边时，呈现自身失效形式没有被触发、其他相关的相关失效形式被触发的状况时，这种带有缺点的元器材不能被精确地定位、除掉，因为该类失效形式的检测现已在前面做过了。而挑选计划2就能够十分有用地防止上述问题的发生，使挑选进程优质、经济和高效。
因而，决议元器材测验挑选先后次第的准则是：
a)失效概率最大的挑选办法首要做。
b)当一种失效形式能够与其他失效形式发生相关时，应将此失效形式的挑选放在前面。
c)运用不同办法对同一种失效形式进行挑选时，首要考虑失效概率的散布，简单触发失效的挑选办法首要进行。
d)考虑经济性，廉价的先做。
e)考虑时刻性，时刻长的后做。
f)测验次第的组织是后边的参数能够查看元器材经前面参数测验后或许发生的改动。对有耐电压、绝缘电阻测验要求的元器材，耐压在前、绝缘在后，功用参数终究测验;对有击穿电压和漏电流测验要求的元器材，击穿电压在前，漏电流在后，功用参数终究测验。
1 元器材挑选的必要性
电子元器材的固有牢靠性取决于产品的牢靠性规划，在产品的制作进程中，因为人为要素或原资料、工艺条件、设备条件的动摇，终究的制品不或许悉数到达预期的固有牢靠性。在每一批制品中，总有一部分产品存在一些潜在的缺点和缺点，这些潜在的缺点和缺点，在必定的应力条件下表现为前期失效。具有前期失效的元器材的平均寿数比正常产品要短得多。电子设备能否牢靠地作业根底是电子元器材能否牢靠地作业。假如将前期失效的元器材装上整机、设备，就会使得整机、设备的前期失效毛病率大幅度添加，其牢靠性不能满意要求，并且还要支付极大的价值来修理。因而，应该在电子元器材装上整机、设备之前，就要设法把具有前期失效的元器材尽或许地加以扫除，为此就要对元器材进行挑选。根据国内外的挑选作业经验，经过有用的挑选能够使元器材的总运用失功率下降1 – v 2个数量级，因而不管是军用产品仍是民用产品，挑选都是确保牢靠性的重要手法。
2 挑选计划的规划准则
界说如下：
挑选功率 W=除掉次品数/实践次品数
挑选损耗率 L=好品损坏数/实践好品数
挑选挑选率Q=剔降次品数/进行挑选的产品总数
抱负的牢靠性挑选应使W=1，L=0，这样才干到达牢靠性挑选的意图。Q值巨细反映了这些产品在出产进程中存在问题的巨细。0值越大，表明这批产品挑选前的牢靠性越差，亦即出产进程中所存在的问题越大，产品的制品率低。
挑选项目挑选越多，应力条件越严厉，劣品挑选得越完全，其挑选功率就越高，挑选出的元器材牢靠性水平也越挨近于产品的固有牢靠性水平。可是要支付较高的费用、较长的周期，一起还会使不存在缺点、功用杰出的产品的牢靠性下降。故挑选条件过高就会形成不必要的糟蹋，条件挑选过低则劣品挑选不完全，产品的运用牢靠性得不到确保。由此可见，挑选强度不行或挑选条件过严都对整批产品的牢靠性晦气。为了有用而正确地进行牢靠性挑选，有必要合理地确认挑选项目和挑选应力，为此，有必要了解产品的失效机理。产品的类型不同，出产单位不同以及原资料及工艺流程不一起，其失效机理就不必定相同，因而牢靠性挑选的条件也应有所不同。因而，有必要针对各种详细产品进行很多的牢靠性实验和挑选了解实验，然后把握产品失效机理与挑选项目间的联系。元器材挑选计划的拟定要把握以下准则： ①挑选要能有用地除掉前期失效的产品，但不该使正常产品进步失功率。②为进步挑选功率，可进行强应力挑选，但不该使产品发生新的失效形式。③合理挑选能露出失效的最佳应力次第。④对被挑选目标或许的失效形式应有所把握。⑤为拟定合理有用的挑选计划，有必要了解各有关元器材的特性、资料、封装及制作技能。此外，在遵从以上五条准则的一起，应结合出产周期，合理拟定挑选时刻。
3 几种常用的挑选项目
3.1 高温贮存
电子元器材的失效大多数是因为体内和外表的各种物理化学改动所引起，它们与温度有亲近的联系。温度升高今后，化学反应速度大大加快，失效进程也得到加快。使得有缺点的元器材能及时露出，予以除掉。
高温挑选在半导体器材上被广泛选用，它能有用地除掉具有外表沽污、键合不良、氧化层有缺点等失效机理的器材。一般在最高结温下贮存2 4 -1 6 8小时。
高温挑选简单易行，费用不大，在许多元器材上都能够实施。经过高温贮存今后还能够使元器材的参数功用稳定下来，削减运用中的参数漂移。各种元器材的热应力和挑选时刻要恰当挑选，避免发生新的失效机理。
3.2 功率电老炼
挑选时，在热电应力的一起效果下，能很好地露出元器材体内和外表的多种潜在缺点，它是牢靠性挑选的一个重要项目。
各种电子元器材一般在额外功率条件下老炼几小时至168小时，有些产品，如集成电路，不能随意改动条件，但能够选用高温作业方式来进步作业结温，到达高应力状况，各种元器材的电应力要恰当挑选，能够等于或稍高于额外条件，但不能引人新的失效机理。功率老炼需求专门的实验设备，其费用较高，故挑选时刻不宜过长。民用产品一般为几个小时，军用高牢靠产品可挑选 1 0 0 .1 6 8小时，宇航级元器材能够挑选2 4 0小时乃至更长的周期。
3.3 温度循环
电子产品在运用进程中会遇到不同的环境温度条件，在热胀冷缩的应力效果下，热匹配
功用差的元器材就简单失效。温度循环挑选运用了极点高温文极点低温间的热胀冷缩应力，能有用的除掉有热功用缺点的产品。元器材常用的挑选条件是-55 ～+1 2 5℃，循环5 ～10次。
3.4 离心加快度
离心加快度实验又称稳定应力加快度实验。这项挑选一般在半导体器材上进行，把运用高速旋转发生的离心力效果于器材上，能够除掉键合强度过弱、内引线匹配不良和装架不良的器材，一般选用20000 g 离心加快度继续实验一分钟。
3.5 监控振动和冲击
在对产品进行振动或冲击实验的一起进行电功用的监测常被称为监控振动或监控冲击实验。这项实验能模仿产品运用进程中的振动、冲击环境，能有用地除掉瞬时短、断路等机械结构不良的元器材以及整机中的虚焊等毛病。在高牢靠继电器、接插件以及军用电子设备中，监控振动和冲击是一项重要的挑选项目。
典型的振动条件是： 频率2 0 ～ 2000 Hz ，加快度2~20 g ，扫描1~ 2周期，在共振点邻近要多逗留一段时刻。典型的冲击挑选条件是1500^ -3000g ，冲击3 ~5 次，这项实验仅适用于元器材。
监控振动和冲击需求专门的实验设备，费用贵重，在民用电子产品中一般不选用。
除以上挑选项目外，常用的还有粗细检漏、镜检、线性判别挑选、精细挑选等。
4 半导体器材挑选计划规划
半导体器材能够划分为分立器材和集成电路两大类。分立器材包含各种二极管、三极管、场效应管、可控硅、光电器材及特种器材; 集成电路包含双极型电路、 MOS电路、厚膜电路、薄膜电路等器材。各种器材的失效形式和失效机理都有差异。不同的失效机理应选用不同的挑选项目，如查找焊接不良，装置不牢等缺点，可选用振动加快度; 查找元器材键合不牢，装片不良，内引线装备不合适等缺点，选用离心加快度; 查找间歇短路、间歇开路等缺点，选用机械冲击等。因而，不同器材的挑选程序不必定相同。如晶体管的首要失效形式有短路、开路、间歇作业、参数退化和机械缺点等五种，每种失效形式又涉及到多种失效机理，这些都是拟定合理的挑选程序的重要根据。
a)外观查看：用10倍扩大镜查看外形、引线及资料有无缺点。
b)温度循环：使元器材替换露出在规则的极限高温文极限低温下，接连接受规则条件和规则次数的循环，由冷到热或由热到冷的总转移时问不超越1min，坚持时刻不小于10min。
c)高温寿数(非作业：依照国家标准规则的寿数实验要求，使元器材在规则的环境条件下(一般是最高温度)存储规则的时刻。
d)电功率老炼：按降额条件到达最高结温下的老炼意图，老炼功率按元器材各自规则的条件选取。
e)密封性实验：有空腔的元器材，先细检漏，后粗检漏。
f)电参数测验(包含耐压或漏电流等测验)：按产品技能标准合同规则进行。
g)功用测验：按产品技能标准合同规则进行。
根据以上原理，优化了元器材测验挑选先后次第，依照失效形式的分类，对检测挑选手法根据元器材测验挑选先后次第的准则进行排序
4.1 二极管典型挑选程序
常用的半导体二极管有整流、开关、稳压、检波和双基极等类型，典型的挑选程序如下：
( 1 ) 高温贮存： 锗管100℃、硅管150℃， 96h。
( 2 ) 温度循环： 锗管-55℃-+85℃，5次; 硅管-55℃~+125℃，5次。
( 3 ) 敲变： 用硬橡胶锤敲3 ~ 5次，一起用图示仪监督正向特性曲线。
( 4 ) 下跌： 在8 0 c m高度，按自由落体到玻璃板上5 ～ 1 5次。
( 5 ) 功率老炼： ①开关管： 1 。 5 倍额外正向电流， 1 2 小时; ②稳压管： 1～1 。 5 倍额外功率，1 2 小时 ; ③检波整流管： 1～1 。 5 倍额外电流， 1 2 小时; ④双基极二极管： 额外功率老炼1 2小时。
( 6 ) 高温反偏： 锗管7 0 0 C，硅管1 2 5 0 C ， 额外反向电压2 小时，漏电流不超越标准值。
( 7 ) 高温测验： 锗管7 0℃，硅管1 2 5℃。
( 8 ) 低温测验： -5 5℃。
( 9 ) 外观查看： 用显微镜或扩大镜查看外观质量，除掉玻璃碎裂等有缺点的管子。
4.2 三极管典型挑选程序
高温贮存— 温度循环— 下跌( 大功率管不做) — 功率老炼— 高低温测验( 有要求时做) — 常温测验— 粗细检漏— 外观查看。
( 1 ) 高温贮存： 锗管1 0 0℃、硅管1 7 5 ℃， 9 6 小时。
( 2 ) 功率老化： 小功率管加功率至结温Tjm，老炼2 4 小时，高频管要注意消除有害的高频振动，避免管子hFE退化。
4 .3 半导体集成电路典型挑选程序
高温贮存— 温度循环— ( 下跌) — 离心— 高温功率老炼— 高温测验— 低温测验— 检漏— 外观查看— 常温测验。
( 1 ) 高温贮存： 8 5 ～1 7 5 ℃， 9 6小时。
( 2 ) 离心：20000 g ， 1 分钟
( 3 ) 高温功率老炼： 8 5℃， 9 6 小时，在额外电压、额外负载下动态老炼。
电子元器材的挑选要点应放在牢靠性挑选上，详细的挑选程序可根据元器材的结构特色、失效形式及运用要求灵敏拟定。
挑选和质量操控是高牢靠元器材出产中的重要环节。关于优质产品，经过挑选可使整批产品到达其固有的高牢靠性。关于残次产品，因为其固有的缺点，就不或许挑选出高牢靠产品。因而，在挑选前有必要对产品的质量和牢靠性水平进行抽样实验点评，经过实验和失效剖析有助于拟定合理的挑选程序。
