电子元器件的筛选方法及方案设计原则

假如在安装之前不对电子元器件进行筛选检测，一旦焊入印刷电路板上，发现电路不能正常工作，再去检查就会浪费时间和精力，还会损坏元件及印刷电路板。最好是在动手准备之前，对照电路原理图列出所需元器件的清单。为了保证在试制的过程中不浪费时间减少差错，同时也保证制成后的装置能长期稳定地工作，待所有元器件都备齐后，还必须对其筛选检测。

1、外观质量检查

拿到一个电子元器件之后，应看其外观有无明显损坏。如变压器，看其所有引线有否折断，外表有无锈蚀，线包、骨架有无破损等。如，看其外表有无破损，引脚有无折断或锈蚀，还要检查一下器件上的型号是否清晰可辨。对于电位器、可变器之类的可调元件，还要检查在调节范围内，其活动是否平滑、灵活，松紧是否合适，应无机械噪声，手感好，并保证各触点接触良好。

各种不同的电子元器件都有自身的特点和要求，大家平时应多了解一些有关各元件的性能和参数、特点，积累经验。

2、性能的筛选

要保证试制的电子装置能够长期稳定地通作，并且经得起应用环境和其它可能因素的考验，对电子元器件的筛选是必不可少的一道工序。所谓筛选，就是对电子元器件施加一种应力或多种应力试验，暴露元器件的固有缺陷而不破坏它的完整性。筛选的理论是：如果试验及应力等级选择适当，劣质品会失效，而优良品则会通过。人们在长期的生产实践中发现新制造出来的电子元器件，在刚投入使用的时候，一般失效率较高，叫做早期失效，经过早期失效后，电子元器件便进入了正常的使用期阶段，一般来说，在这一阶段中，电子元器件的失效率会大大降低。过了正常使用阶段，电子元器件便进入了耗损老化期阶段，那将意味着寿终正寝。这个规律，恰似一条浴盆曲线，称它为电子元器件的效能曲线，

电子元器件失效的原因，是由于在设计和生产时所选用的原材料或工艺措施不当而引起的。元器件的早期失效十分有害，但又不可避免。因此，只能人为地创造早期工作条件，从而在制成产品前就将劣质品剔除，让用于产品制作的元器件一开始就进入正常使用阶段，减少失效，增加其可靠性。

在正规的电子工厂里，采用的老化筛选项目一般有：高温存贮老化；高低温循环老化；高低温冲击老化和高温功率老化等。其中高温功率老化是给试验的电子元器件通电，模拟实际工作条件，再加上＋80℃－＋180℃的高温经历几个小时，它是一种对元器件多种潜在故障都有检验作用的有效措施，也是目前采用得最多的一种方法。对于业余爱好者来说，在单件电子制作过程中，是不太可能采取这些方法进行老化检测的，在大多数情况下，采用了自然老化的方式。

关于元器件筛选方案的设计原则，定义如下

筛选效率W=剔除次品数/实际次品数

筛选损耗率L=好品损坏数/实际好品数

筛选淘汰率Q=剔降次品数/进行筛选的产品总数

理想的可靠性筛选应使W=1，L=0，这样才能达到可靠性筛选的目的。Q值大小反映了这些产品在生产过程中存在问题的大小。Q值越大，表示这批产品筛选前的可靠性越差，亦即生产过程中所存在的问题越大，产品的成品率越低。

筛选项目选择越多，应力条件越严格，劣品淘汰得越彻底，其筛选效率就越高，筛选出的元器件可靠性水平也越接近于产品的固有可靠性水平。但是这样做要付出更高的费用和更长的周期，最终降低了筛选效率。

因此，筛选条件选择过高会造成不必要的浪费，筛选条件过低则劣品淘汰不彻底，产品的使用可靠性得不到保证。由此可见，筛选强度不够或筛选条件过严都对整批产品的可靠性不利。

为了有效而正确地进行可靠性筛选，必须合理地确定筛选项目和筛选应力。为此，必须了解产品的失效机理。产品的类型不同，生产单位不同以及原材料及工艺流程不同时，其失效机理就不一定相同，因而可靠性筛选的条件也应有所不同。

因此，必须针对各种具体产品进行大量的可靠性试验和筛选摸底试验，从而掌握产品失效机理与筛选项目间的关系。

元器件筛选方案的制订要掌握以下原则：

1）筛选要能有效地剔除早期失效的产品，但不应提高正常产品的失效率。

2）为提高筛选效率，可进行强应力筛选，但不应使产品产生新的失效模式。

3）合理选择能暴露失效的最佳应力顺序。

4）对掌握所有产品的失效模式。

5）为制订合理有效的筛选方案，必须了解各有关元器件的特性、材料、封装及制造技术。

总结：在遵循以上五条原则的同时，应结合生产周期，合理制定筛选时间。介于目前我国电子元器件设计、制造和工艺等方面的现状，以及进口元器件采购中的诸多不可控因素，电子元器件二次筛选已成为激发电子元器件潜在设计、生产缺陷，有效剔除早期失效产品，提高整机系统的可靠性等方面必不可少的一环。