筛选的目的

       前面已介绍过，电子器件的失效率与时间的关系可用浴盆曲线来表示。曲线分三个阶段即早期失效阶段、偶然失效阶段和耗损失效阶段。筛选的主要目的在于通过对产品实施100%非破坏性筛选试验，剔除具有潜在缺陷的早期失效产品，以提高批产品的可靠性。一般在微电路产品上施加一定的电、热应力，其产品特性分布会有如图8.2所示的变化。施加应力的大小的确定主要考虑因素是，如何才能有利于将具有潜在缺陷的早期失效产品与合格产品分离开来，即有利于失效产品的劣化，而不会损伤合格产品。

 

       在偶然失效阶段，如果长时间加热或电应力，会有如图8.2的②－②’－②”的变化规律。一旦进入耗损失效阶段，曲线变化会很快成为③的形状，不合格产品会大幅度增多。为了得到理想的筛选，应该通过失效分析，明确主要失效模式，了解对这种失效模式最敏感的应力，研究图8.2中①的形成在哪种应力下最容易发生，在这个基础上来确定筛选方法和条件。

可靠性筛选具有以下特点：

       (1)通过可靠性筛选，剔除具有潜在缺陷的早期失效产品，一般都是工艺缺陷和工艺过程中产生差错造成的，所以可靠性筛选有时也叫作工艺筛选。其实，在产品制造过程中，各个工艺质量的检验、成品和半成品的电参数测试等也都应该算做筛选的过程。

       (2)可靠性筛选是100%的试验，而不是抽样检验。所以可靠性筛选必须是非破坏性的试验。经过筛选试验，对批产品不应增加新的失效模式和机理。

       (3)可靠性筛选本身不能提高产品的固有可靠性。但是，可靠性筛选可以提高批产品的可靠性。因为把潜在的早期失效产品从整批产品中剔除以后，确保了出厂产品具有原设计要求的较高的可靠性。所以，高可靠电子元器件产品的获得，主要是靠对电子元器件的可靠性设计和严格的工艺控制，而不是靠可靠性筛选。

       为了得到良好的筛选效果，必须了解电子元器件产品的失效模式和机理，以便选定一个有效的筛选方法，制定准确的筛选条件和失效判据。为此，必须对各种电子元器件进行大量的可靠性试验和筛选摸底试验，掌握产品的失效分布、失效模式和机理，摸清筛选项目，确立应力与时间的关系。这些都是制定正确的筛选条件的前提。若筛选条件选择不当，可能使筛选强度不够，导致不合格产品漏网，达不到原定可靠性要求；或者筛选过严，剔除率太高，造成浪费：或者遗漏掉一些筛选项目，造成某些失效模式控制不住，达不到筛选的目的。

       这里以集成电路为例，分析一下失效模式与筛选方法的关系。在制造方面，经过几十道、上百道工序，不可避免地产生一些工艺缺陷和工艺误差而引起失效。集成电路的主要失效模式与表面界面缺陷(离子沾污等)、氧化膜缺陷(针孔等)、扩散缺陷、金属互连线缺陷、输入回路缺陷等有密切关系。根据这些失效模式，表8.6提出了一些相应的筛选方法。

       在表8.6介绍的几种筛选方法中，公认为最有效的方法是老化筛选。一般认为选用静态老化，可以排除表面缺陷引起的的漏电流增大、运算速度的劣化、阈值电压的变动等。而动态老化可以剔除氧化膜引起的存贮器单元缺陷、接触缺陷及扩散缺陷等。表8.7比较了施加不同应力、采用不同方法的筛选效果。

方法		检测对象	效果	费用	应用
热 应 力	高温贮存	电稳定性 金属化层 硅 腐蚀	好	很便宜	有效的方法，也是稳定的方法，也有时会恢复用其它方法产生的缺陷
	温度循环	封装的密封性 引线焊接 管芯焊接 硅（裂纹） 结热缺陷	好	很便宜	有效的方法， 对结异常的筛选有效
	热冲击	封装的密封性 引线焊接、管芯焊接 硅 结热缺陷	好	便宜	效果近似温度循环。 应力程度高
机 械 应 力	恒定加 速度	内部引线的形状 引线焊接、管芯焊接 硅（裂纹）	好	中等	对高密度封装有效
	变频振动（无监控器）	封装 引线焊接、管芯焊接 硅（裂纹）	稍好	高
	随机振动（无监控器）	封装 引线焊接、管芯焊接 硅（裂纹）	好	高	航天设备用部件
	变频振动（有监控器）	异物 内部引线（现状） 内部引线（半断线）	好	很高	对异物的效果取决于异物的类型
	随机振动（有监控器）	异物 内部引线（现状） 内部引线（半断线）	好	很高	价格最高的方法
	振动噪声	异物	稍好	高	费用效果比小
	冲击	异物 内部引线	稍差	中等	比恒定加速度差
	断续工作	金属化 硅 氧化膜 污染 位错沟道 漂移	好	高
	交流工作	金属化 硅 污染 位错沟道 漂移	很好	高
电 应 力	直流工作	金属化 硅 氧化膜 污染 位错沟道 漂移	好	高
	高温交流工作	金属化 硅 氧化膜 污染 位错沟道 漂移	极好	很高	由于温度加速失效，故高温进行效果大。
	高温反偏	位错沟道	稍差	高
其 它	细检漏	封装的密封	好	中等
	粗检漏	封装的密封	好	便宜
	X射线透视	管芯焊接 引线形状 封装密封 异物 污染	好	中等	对树脂铸型品有效。