【摘要】抽樣檢驗是成品檢驗過程中一種常用的檢驗方法，以少數(shù)樣品的檢驗結(jié)果來評價整批元器件的質(zhì)量，因此提交檢驗的樣本、樣品的抽取以及試驗過程的控制，在整個檢驗過程中相當(dāng)重要。本文結(jié)合實際工作中檢驗情況，簡要闡述如何做好檢驗過程的控制。

【關(guān)鍵詞】成品檢驗；抽樣；試驗樣品；過程控制

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.05.057

Research on Process Control and Optimization Measures for Electronic Component Inspection

NIAN Tantan， YU Yao， WANG Guoning， PAN Tinglong

（East China Institute of Optoelectronic Integrated Devices， Bengbu 233000， China）

Abstract： Sampling inspection is a common inspection method in the inspection process， to a few samples of the test results， to evaluate the quality of the whole batch of components， so sample extraction， test process control， in the whole inspection process is very important， combined with the actual work of the inspection situation， briefly describes how to do a good job in the inspection process control.

Keywords： finished product inspection； sampling； est sample； process control

0前言

檢驗伴隨著電子元器件生產(chǎn)的整個過程，按產(chǎn)品的加工流程一般分為來料檢驗、工序檢驗、成品檢驗。前兩者分別對組成電子元器件的原材料及加工工藝過程的質(zhì)量控制，而成品檢驗則是通過抽樣的方式按文件要求對生產(chǎn)完成的產(chǎn)品進行各種可靠性試驗，以驗證整批產(chǎn)品是否滿足用戶要求，并檢驗組成產(chǎn)品的原材料是否合格及加工過程是否受控。

1電子元器件成品檢驗的重要性

成品檢驗是電子元器件出廠前的最后一步檢驗，是保證產(chǎn)品質(zhì)量及杜絕有缺陷或不合格品流向市場的重要質(zhì)量控制手段，成品檢驗過程中，數(shù)據(jù)的判定、比對及各項檢驗試驗過程的控制，對評價電路質(zhì)量是否符合用戶需求起著至關(guān)重要的作用。為確保產(chǎn)品質(zhì)量并提高檢驗效率，電子元器件在出廠前必須遵循規(guī)定的抽樣方案進行檢驗。這意味著從一批或一個生產(chǎn)過程中隨機抽取部分個體或材料進行檢查。由于不可能進行百分之百的檢驗。因此，在整個檢驗過程中，多個因素都會影響產(chǎn)品的檢驗結(jié)果以及對整批產(chǎn)品可靠性水平的判斷。這包括試驗樣品的前期應(yīng)力篩選處理，檢驗試驗樣品的選擇，以及檢驗過程中的控制。只有通過精確的前期篩選和嚴格的質(zhì)量控制，我們才能確保檢驗結(jié)果的準確性，并準確評估整批產(chǎn)品的可靠性。本文將從待驗產(chǎn)品的前期應(yīng)力篩選過程，樣品的抽取、轉(zhuǎn)運與儲存，試驗過程的控制等方面對當(dāng)前存在的問題進行研究分析并提出一定的改進意見，以保證檢驗試驗過程受控，從而保證試驗結(jié)果的準確性。

2電子元器件成品檢驗內(nèi)容

電子元器件種類繁多。按功能結(jié)構(gòu)可分為模擬集成電路和數(shù)字集成電路；按集成電路制作工藝可分為半導(dǎo)體集成電路和薄膜集成電路；按封裝材料分為金屬管殼封裝、陶瓷管殼封裝和塑封等三類；不同類型的元器件檢驗內(nèi)容也有差別。通過對比GJB 597B—2012《半導(dǎo)體集成電路通用規(guī)范》、GJB 2438B—2017《混合集成電路通用規(guī)范》、GJB 548B—2005《微電子器件試驗方法和程序》及GJB 7400—2011《合格制造廠認證用半導(dǎo)體集成電路通用規(guī)范》中規(guī)定的檢驗要求，通常將經(jīng)過應(yīng)力篩選后的電子元器件檢驗項目分為電性能測試、力學(xué)試驗、環(huán)境試驗等。在電子元器件篩選完成后，要經(jīng)受A、B、C、D、E組檢驗：

1）A組檢驗包含電性能測試。

2）B組檢驗包含外形尺寸、耐溶劑性、內(nèi)部目檢及機械檢查、鍵合強度、芯片剪切強度、可焊性、密封（細檢和粗檢）、X射線、超聲檢查。

3）C組檢驗分為C1、C2、C3、C4、C5組檢驗：C1組檢驗包含耐焊接熱、外部目檢、PIND、溫度循環(huán)、機械沖擊或恒定加速度、隨機振動、密封（細檢和粗檢）、PIND、目檢、終點電測試，C2組檢驗包含穩(wěn)態(tài)壽命，終點電測試，C3組檢驗包含內(nèi)部水汽含量，C4組檢驗包含內(nèi)部目檢、引線鍵合強度、元件剪切強度，C5組包含ESD檢驗。

4）D組檢驗分為D1、D2、D3組檢驗：D1組檢驗包含熱沖擊、穩(wěn)定性烘焙、引線牢固性、密封（細檢和粗檢），D2組為鹽霧試驗，D3組檢驗金屬外殼絕緣。

5）E組輻射強度保證試驗（一般用于航天），個別試驗在不同的規(guī)范內(nèi)定義的分組內(nèi)容可能不同。例如，GJB 7400—2011《合格制造廠認證用半導(dǎo)體集成電路通用規(guī)范》中規(guī)定的D組檢驗項目就和其他三個規(guī)范規(guī)定的C組存在共同點，但是試驗考察的本質(zhì)是相同的。

塑封的半導(dǎo)體集成電子元器件在進行D組檢驗還需要進行預(yù)處理，按封裝形式不同可將其分為表貼（SMD）和直插（DIP）兩種形式，不同封裝形式的產(chǎn)品預(yù)處理內(nèi)容也不同。通常塑封表貼的半導(dǎo)體集成電子元器件屬于非氣密性器件，封裝材料內(nèi)部很容易受外部環(huán)境中潮氣的侵蝕，在后續(xù)使用過程中，容易受焊接高溫的影響，將會引起器件界面分層，甚至爆裂；對于此類封裝的半導(dǎo)體集成電子元器件國標(biāo)中規(guī)定的預(yù)處理試驗流程是按相對應(yīng)的器件詳細規(guī)范的規(guī)定進行，而產(chǎn)品詳細規(guī)范一般都是項目負責(zé)人依據(jù)用戶技術(shù)協(xié)議要求并結(jié)合相對應(yīng)的國標(biāo)和總規(guī)范的要求編制而成，導(dǎo)致部分公司的項目負責(zé)人在編寫規(guī)范時無依據(jù)可循，只能進行簡單的高溫烘焙，以此處理產(chǎn)品內(nèi)部滲入的水汽，但是我們查閱國外NASA發(fā)布的塑封微電路選用、篩選和鑒定指南中關(guān)于塑封集成電路預(yù)處理試驗，根據(jù)其指向的試驗依據(jù)標(biāo)準是JESD22—A113F《可靠性測試前非密封表面貼裝器件預(yù)處理》，該標(biāo)準規(guī)定采用溫度循環(huán)、烘烤和回流焊等組合的方式進行預(yù)處理。

塑封直插的半導(dǎo)體集成電子元器件預(yù)處理過程與表貼的不同，在GJB 7400—2011《合格制造廠認證用半導(dǎo)體集成電路通用規(guī)范》中4.5表6中有明確規(guī)定，在進行D4組試驗前只需按照GJB 548B—2005《微電子器件試驗方法和程序》中方法2030超聲檢測和GJB 360B—2009《電子及電器元件試驗方法》中方法210耐焊接熱處理即可。

3檢驗試驗過程中常見的問題及影響

3.1檢驗批提交審查問題

提交成品檢驗的電子元器件，必須經(jīng)過環(huán)境和力學(xué)方面的應(yīng)力篩選。元器件應(yīng)力篩選既是一種工藝，也是一種試驗，就是人為地為元器件制造早期的工作條件，目的是迫使存在于產(chǎn)品中可能變成早期故障的缺陷提前激發(fā)成故障。只有通過應(yīng)力篩選消除早期故障、剔除失效元器件的樣本，元器件的檢驗和試驗結(jié)果才更有意義。由于電子元器件生產(chǎn)批量大、批數(shù)多，而且每種器件的工作原理和技術(shù)特征又不同，因此，不同的元器件篩選檢測方法也不同，合格判定標(biāo)準也不同。

為提高電子元器件的可靠性，生產(chǎn)完成的軍用電子元器件必須經(jīng)過100%的應(yīng)力篩選，施加應(yīng)力水平以能激發(fā)出故障、不損壞產(chǎn)品為原則，篩選結(jié)果要滿足PDA（允許不合格品率）要求且不存在典型失效或公司內(nèi)控的質(zhì)量目標(biāo)要求。PDA是在完成規(guī)定的100%篩選試驗項目后，接收某批產(chǎn)品時允許出現(xiàn)的不合格品的最大百分數(shù)。GJB 2438B—2017《混合集成電路通用規(guī)范》中C4.8.1及GJB 7400—2011《合格制造廠認證用半導(dǎo)體集成電路通用規(guī)范》中4.5表1A和表1B都明確指明老煉完成后的常溫靜態(tài)電測試失效的產(chǎn)品數(shù)量才能納入PDA的計算，人員操作和設(shè)備故障引起的失效不應(yīng)納入PDA的統(tǒng)計計算，篩選完成的產(chǎn)品合格率達到規(guī)定的要求才允許提交檢驗。因此，這就要求檢驗員具備區(qū)分篩選過程中每個失效產(chǎn)品的失效原因，并能分類統(tǒng)計的能力。而在實際生產(chǎn)過程中，由于檢驗員的粗心大意或?qū)I(yè)技能不足會導(dǎo)致PDA計算錯誤和對典型失效產(chǎn)品統(tǒng)計有誤，從而影響對產(chǎn)品質(zhì)量水平的判斷。除了保證對失效產(chǎn)品統(tǒng)計計算的準確外，還應(yīng)防止產(chǎn)品的篩選流程未完成或篩選過程中漏項、增項等以及篩選條件與產(chǎn)品的文件要求不一致等問題。提交檢驗批的產(chǎn)品符合工藝文件和篩選文件要求，是檢驗產(chǎn)品生產(chǎn)過程穩(wěn)定性及產(chǎn)品可靠性的前提。

3.2檢驗樣本量大小的選取問題

在抽樣檢驗過程中，一般通過以下三種方式確定受檢樣品的大小。

1）規(guī)定的固定樣本量，是一種最基本和比較普遍的抽樣方案。

2）按照既定的可接受質(zhì)量水平（AQL）與檢驗水平來確定樣本量，AQL值由供應(yīng)商與采購方依據(jù)技術(shù)規(guī)格或合同條款共同確定。檢驗水平分為七類：三種常規(guī)檢驗水平與四種特殊檢驗水平。檢驗員依據(jù)待檢產(chǎn)品的檢驗級別及AQL值，通過查閱標(biāo)準表格來確定樣本大小。該抽樣方法主要適用于生產(chǎn)過程穩(wěn)定或連續(xù)生產(chǎn)的批次。

3）按批允許不合格品率即LTPD值的大小，通過查表確定樣本量，此方案將以很高的置信度保證不合格品率大于規(guī)定的LTPD值的批不會被接收。

在實際檢驗中由于集成電路的品種多，每種電路的質(zhì)量特性和生產(chǎn)加工情況不同，所以規(guī)定的抽樣標(biāo)準也不同。抽樣方式的多樣化會導(dǎo)致檢驗員在抽樣時由于專業(yè)知識認知不足、粗心大意或憑經(jīng)驗等主觀意見，錯誤地認定待檢產(chǎn)品樣本的大小。少抽則影響產(chǎn)品的檢驗數(shù)據(jù)和質(zhì)量判定，不能真實地反映產(chǎn)品的質(zhì)量水平。多抽則造成人員和設(shè)備的浪費，增加檢驗成本。準確無誤地確定抽樣數(shù)量，是檢驗實施過程的前提，也是保證產(chǎn)品檢出率的重要保證。

3.3樣品轉(zhuǎn)運過程的問題

在樣品轉(zhuǎn)運過程中，可能會存在靜電損傷、應(yīng)力損壞、樣品丟失、混批等因素，電子元器件是對靜電比較敏感的器件，尤其是需要專業(yè)機構(gòu)來確認或?qū)嵤┑臋z驗的轉(zhuǎn)運過程，往往需要長途運輸。由于電子元器件的封裝形式、管殼和引腳的材料、外形尺寸的大小、器件的防靜電等級等不同，如果轉(zhuǎn)運工具或包裝材料選擇不當(dāng)，在轉(zhuǎn)運過程由于震動、掉落、堆擠、受潮、靜電等都會對待檢樣品造成損壞或丟失，從而破壞樣品的初始檢驗狀態(tài)，最終影響試驗結(jié)果的準確性，增加檢驗周期，導(dǎo)致產(chǎn)品交付節(jié)點延期，造成檢驗成本增加。

3.4樣品交接存放問題

在試驗樣品的檢驗過程中，有些試驗項目需要委托給特定的檢測機構(gòu)進行試驗，如機械應(yīng)力、環(huán)境應(yīng)力、電應(yīng)力試驗等。為了縮短檢驗周期有些試驗項目需要并行開展，所以同種型號、同批次、相同數(shù)量的試驗樣品可能會同時進行不同的試驗。在交接過程中會存在樣本數(shù)量、試驗項目交接混亂，或受設(shè)備試驗?zāi)芰腿藛T的影響，接收方在接收到樣品時不能第一時間進行試驗，造成樣品要在檢測方存放一段時間。如果存放不當(dāng)會造成樣品表面氧化，對非密封性的模塊電路可能會造成內(nèi)部器件失效。

3.5檢驗試驗過程的問題

檢驗試驗過程是整個產(chǎn)品檢驗試驗的關(guān)鍵。試驗過程是否受控、試驗操作人員是否規(guī)范、試驗設(shè)備和檢測儀器是否在計量有效期等，都將影響試驗數(shù)據(jù)的準確性。尤其在進行機械應(yīng)力試驗時，如使用不適用的工裝，會引入試驗條件以外的力，造成封裝材料形變開裂等損傷；設(shè)備接地不好，在傳遞電流時會引起突然的振蕩，從而引起電流波動，產(chǎn)生過電應(yīng)力導(dǎo)致待檢產(chǎn)品發(fā)生介質(zhì)擊穿或表面擊穿等故障；試驗人員操作不規(guī)范，未按要求采取防靜電措施、未持證上崗、進行試驗前設(shè)備未校準等都會對檢驗結(jié)果造成影響。

4檢驗試驗過程中的優(yōu)化及改進措施

4.1加強班組管理制定可視化檢驗操作

班組是組成公司的最小單元，同時也是保證產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性的重要單元。程序文件給出班組的職責(zé)及工作要求，每個參與檢驗試驗的班組都應(yīng)將程序文件要求轉(zhuǎn)化成可視化的操作過程，讓檢驗試驗人員更便于結(jié)合實際過程進行理解。尤其對影響檢驗過程及數(shù)據(jù)的關(guān)鍵性檢驗項應(yīng)重點標(biāo)記出來，如篩選項目的完整性及試驗條件準確性的核實，防止出現(xiàn)試驗條件過松或過緊，影響產(chǎn)品的可靠性。明確一般檢查項，如提交檢驗產(chǎn)品的實際數(shù)量和包裝的完整性，初步肉眼檢查產(chǎn)品外觀等。

4.2加強檢驗員專業(yè)技能培訓(xùn)

檢驗員是實施檢驗過程的核心，他們的專業(yè)技術(shù)能力和工作責(zé)任心直接影響整個檢驗試驗的質(zhì)量。因此，定期開展檢驗員的專業(yè)技能和職業(yè)道德培訓(xùn)至關(guān)重要。這些培訓(xùn)旨在加深檢驗員對品質(zhì)審查和檢驗技術(shù)的理解，確保他們具備足夠的專業(yè)知識和技術(shù)能力。同時，加強檢驗員職業(yè)道德的培養(yǎng)也同樣重要，這有助于提高他們的專業(yè)素養(yǎng)和責(zé)任心。通過這些措施，檢驗員將能夠更加嚴格地按照檢驗要求進行工作，認真履行自己的職責(zé)，確保檢驗過程的準確性和可靠性。

4.3定制專用的檢驗樣品轉(zhuǎn)運工具

根據(jù)待驗元器件的封裝形式及特性，定制適用樣品盛放容器，對場效應(yīng)晶體管、CMOS電路靜電放電敏感的元器件等，應(yīng)存放在具防靜電的轉(zhuǎn)運容器內(nèi)。在檢驗樣品的抽取過程中，禁止檢驗員在未佩戴防靜電手腕的情況下，用手或身體其他部位觸摸電路。電子元器件在轉(zhuǎn)運容器中要分開隔離擺放，減少器件之間相互碰撞，造成電子元器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞導(dǎo)致功能失效。在轉(zhuǎn)運過程中，人工轉(zhuǎn)運待驗樣品存在脫手摔落的風(fēng)險，應(yīng)使用專用的轉(zhuǎn)運小車。將存放待檢電路的轉(zhuǎn)運容器放在小車上進行轉(zhuǎn)運，不僅可以有效地防止轉(zhuǎn)運容器掉落，造成器件丟失、損壞，還可以有效地降低檢驗成本及提高檢驗結(jié)果的判定。

4.4完善樣品交接程序和存儲管理

檢驗樣品交接要做到底數(shù)清楚，委托單資料要確保填寫無誤，并與實物相符。交接時必須當(dāng)面交驗清楚，按樣品名稱、型號、批號、數(shù)量、試驗條件等進行核對，確認無誤后簽字驗收；應(yīng)制定相應(yīng)的樣品標(biāo)識控制方法和程序以便后期追溯和控制；制作專用的樣品存放柜，保持柜內(nèi)清潔、通風(fēng)、無腐蝕性氣體，存儲的溫度和相對濕度必要時要保持柜內(nèi)溫度：-5～ 30℃，相對濕度：20%～75%；檢驗合格的檢測樣品應(yīng)分開存放，做好標(biāo)識，防止樣品混淆，用防靜電袋和抽真空的方式裝進合適的包裝盒保存，并做好臺賬記錄。

4.5加強試驗過程控制及監(jiān)督

編制試驗過程作業(yè)指導(dǎo)書，內(nèi)容應(yīng)包括工作過程的方法步驟、工作區(qū)域的管理要求、檢驗設(shè)備操作人員的資質(zhì)要求等。制定有針對性的監(jiān)督計劃，明確監(jiān)督計劃的內(nèi)容、方式和要求。質(zhì)量監(jiān)督計劃的內(nèi)容可以從檢驗試驗人員的專業(yè)技術(shù)能力、檢驗試驗的理解、檢驗試驗的工況環(huán)境、檢測設(shè)備的運行狀況、檢驗方法的選擇和使用、試驗過程是否規(guī)范、原始記錄的填寫是否與實際檢測相符等方面進行。具體內(nèi)容要與試驗過程中存在的相對薄弱環(huán)節(jié)相適應(yīng)，一旦確定監(jiān)督計劃后要程序化、規(guī)范化，并嚴格執(zhí)行監(jiān)督計劃的內(nèi)容。

5結(jié)束語

檢驗試驗的過程監(jiān)督與控制是一個持續(xù)改進的過程。檢驗數(shù)據(jù)的準確性，不僅與試驗環(huán)境及設(shè)備有關(guān)，更與檢驗試驗人員的專業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)道德息息相關(guān)。在實施電子元器件的檢驗試驗過程中只有不斷提升檢驗試驗人員的技術(shù)能力，加強試驗過程控制，使整個過程規(guī)范有序，才能把握好產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)。保證出廠產(chǎn)品滿足用戶需求，捍衛(wèi)企業(yè)的形象，為企業(yè)產(chǎn)品揚名。

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【作者簡介】

年探探，男，1989年出生，工程師，學(xué)士，研究方向為微電子器件可靠性檢測。

（編輯：于淼）