一、元器件筛选的作用
大多数元器件的故障率随时间的变化曲线是一个“浴盆曲线”，可分为早期失效期、稳定/偶发失效期、磨损失效期三个阶段。其中早期失效期的故障主要是设计与制造中的缺陷。如设计不当、材料缺陷、加工缺陷等，在投入使用后会很快暴露出来，目前主要通过元器件筛选的办法来减少。
二、元器件筛选的分类
筛选是为了剔除早期失效的元器件而进行的试验，是一种对产品进行全数检验的非破坏性试验，通过按照一定的程序施加环境应力，激发出产品潜在的设计和制造缺陷，以便剔除早期失效产品，降低失效率。
元器件的筛选可以分为一次筛选和二次筛选。 一次筛选 是指元器件生产方按照军用电子元器件规范或供需双方签订的合同进行的筛选试验，与一般的研制生产企业关系不大，不在本文赘述。 二次筛选（或叫补充筛选） 是在已采购的元器件在“一次筛选”试验没有满足使用方规定的项目要求的技术条件时，由使用方进行的筛选。
在一定条件下，虽然二次筛选是提高元器件批质量的有效措施之一，但它也有其局限性和风险性，并不是所有的元器件都要进行二次筛选，也不能把二次筛选看作是任何情况下都是必须的，只有少数采购不到高质量等级的元器件才需要进行二次筛选。因为筛选只能提高批产品的使用可靠性，不能提高产品的固有可靠性。因此，在选择元器件时，应根据整机，设备的质量与可靠性要求，选择相应的高质量等级的元器件。特别是电子整机、设备的关键件、重要件，一定要选择高质量等级的元器件。
三、元器件筛选的分级
根据 GJB7243-2011《军用电子元器件筛选技术要求》 的规定，元器件筛选可分为I、II、III三个筛选等级。
1）I级是最高水平的筛选等级，相当于半导体器件中的S（K、JY）级或有可靠性指标（质量等级）失效率等级不低于S级、宇航级等高可靠元件的筛选。
2）II级是中等水平的筛选等级，相当于半导体器件中的B（H、JCT）级或有可靠性指标（质量等级）失效率等级为R级、P级中档元件的筛选。
3）III级是一般水平的筛选等级，相当于半导体器件中的B1（JT、G）级或有可靠性指标（质量等级）失效率为M级以及无可靠性指标（质量等级）的一般元件的筛选。
元器件筛选分级比较简单，但其中涉及很多种元器件产品质量保证等级标识，需要一一进行说明。军用电子元器件规定的可靠性保证要求有两种表征方式：失效率等级和产品保证等级。前者用于大多数（并非全部）电子元件可靠性水平的评定，后者则用于评价电子器件（包括部分电子元件）的可靠性保证水平。
1）失效率等级。失效率是指工作到某时刻尚未发生故障（失效）的产品，在该时刻后单位时间内发生故障（失效）的概率。根据 GJB2649-96《军用电子元件失效率抽样方案和程序》 的规定，失效率等级分为五类：L级（亚五级，最大失效率3×10-51/h）、M级（五级，最大失效率10-51/h）、P级（六级，最大失效率10-61/h）、R级（七级，最大失效率10-71/h）、S级（八级，最大失效率10-81/h）。
2）产品保证等级。产品保证等级与失效率有较大的不同，在 GJB33A-97《半导体分立器件总规范》 的规定，半导体分立器件质量保证等级分为普军级、特军级、超特军级和宇航级四级，分别用字母JP、JT、JCT和JY表示。
在 GJB597A-96《半导体集成电路总规范》 中，产品质量保证等级分为S级、B级、B1级三个等级，其中S级是最高产品质量保证等级，供宇航用；B级也属于高质量、高可靠的标准军用产品；B1级属于按照MIL-STD-883要求进行试验和检验的“准高可靠”的“883级”器件。需要说明的是，GJB597A-96《半导体集成电路总规范》（之所以介绍，是因为GJB7243引用的是该版标准）已作废，最新的 GJB597B-2012《半导体集成电路通用规范》 中，将产品质量保证等级分为S级、BG级和B级三种，并明确S级是最高产品质量保证等级，供宇航用；BG级是介于S级、B级间的质量等级；B级为标准军用质量保证等级。
在 GJB2438B-2017《混合集成电路通用规范》 （GJB2438A的质量等级定义相同）中，产品质量保证等级分为K级、H级、G级、D级四个等级，其中K级为最高可靠性等级，预定供宇航用；H级为标准军用质量等级；G级为标准军用质量等级的降级；D级为一个由承制方规定的质量等级。
四、元器件筛选的实施
GJB7243-2011《军用电子元器件筛选技术要求》给出了元器件二次筛选的实施方式，在介绍具体的实施方式前，需要有三个说明。
1）为保证军用元器件的质量，我国制定了的（七专）7905、（七专）8406、（七专）840611A（半导体分离器件）、（七专）补充技术协议等。“七专”技术条件是建立我国军用元器件标准的基础，目前按“七专”条件或其加严条件控制生产的元器件仍是航天等部门使用的主要品种（“七专”指专人、专机、专料、专批、专检、专技、专卡）。按“七专”或“七专加严”进行控制的元器件，质量等级为G或G+。
2）筛选优先顺序。根据GJB7243规定，应按以下优先顺序进行筛选工作：a）元器件使用方的采购文件；b）元器件的产品规范；c）GJB7243标准。也就是说，当客户有筛选要求，以客户要求优先，客户无明确要求时，以元器件产品规范优先，客户及产品规范均无要求时，才以GJB7243进行筛选。
3）根据军用型号的重要程度及应用部位的关键性，将元器件的应用分为3个应用等级：1级指用于重点工程（型号）关键部位的元器件；2级指用于重点工程（型号）非关键部位或非重点工程（型号）关键部位的元器件；3级指用于非重点工程（型号）非关键部位的元器件。
元器件的质量等级是元器件本身的属性，由元器件设计、材料和过程控制的严格程度所决定，并通过了相应产品规范规定的试验（检验）考核。元器件的应用等级是由采用元器件工程（型号）的重要程度及应用部位的关键程度所决定。当应用等级与所使用的元器件质量等级相适应时，可直接使用。当不适用时就应按规定进行补充筛选或（和）鉴定检验。
本文只是对元器件二次筛选进行简单介绍，对二次筛选的试验和检验项目需要根据元器件的种类参照具体的军标实施，对元器件的一次筛选、元器件补充鉴定内容未进行说明，如有需要请自行查阅。
针对半导体集成电路芯片在以后工作条件和应用环境下，以及在规定的工作时间内可能出现的失效模式，采取相应的设计技术，使这些失效模式能够得到控制或消除，从而使设计方案能同时满足其功能、特性和可靠性要求。具体分为以下4类技术：1)常规可靠性设计技术。包括冗余设计、降额设计、灵敏度分析、中心值优化设计等。
2)针对主要失效模式的器件设计技术。包括针对热载流子效应、闩锁效应等主要失效模式，合理设计器件结构、几何尺寸参数和物理参数。
3)针对主要失效模式的工艺设计保障。包括采用新的工艺技术，调整工艺参数，以提高半导体集成电路芯片的可靠性。
4)半导体集成电路芯片可靠性计算机模拟技术。在电路设计的同时，以电路结构、版图布局布线以及可靠性特征参数为输入，对电路的可靠性进行计算机模拟分析。根据分析结果，预计电路的可靠性水平，确定可靠性设计中应采用的设计规则，发现电路和版图设计方案中的可靠性薄弱环节。
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2工艺保障
通过设计，为芯片的可靠性水平奠定了基础，最终芯片产品的实际可靠性水平取决于芯片的制造工艺。为保证工艺可靠性要求的实现，从芯片生产涉及的环节应主要考虑以下几个方面的控制：
1)原材料控制。包括对掩膜版、化学试剂、光刻胶、特别对硅材料等原材料的控制。控制不仅采用传统的单一检验方式，还可对关键原材料采用统计过程控制SPC技术，确保原材料的质量水平高，质量一致性好。
2)加工设备的控制。除采用先进的设备进行工艺加工外，还应做好对设备日常维护、预防性维修等工作，同时应对设备的关键参数进行监控，必要时建立设备参数的SPC控制模型进行分析控制等。
3)工艺加工过程的控制。包括对关键工艺参数进行SPC控制、工序能力分析、6σ设计等，同时对工艺加工关键环节建立工艺检验手段，如对氧化层的针孔和裂纹的检验、对可动金属离子的检验、对金属层稳定性的检验等。
此外，工艺方面的保障还应包括对 *** 作人员的培训和考核、对环境洁净度的控制和建立先进的生产质量管理信息系统等方面。
3筛选、验证保障
设计、加工的半导体集成电路芯片交付之前，需进行筛选、检验以保证芯片的质量与可靠性。目前，行业内普遍认可的是参照GJB 597A-96《半导体集成电路总规范》相应质量等级要求和用户要求，对半导体集成电路芯片进行100%筛选、鉴定检验和质量一致性检验。其中100%筛选对所有裸芯片进行，主要进行晶片批验收、稳定性烘焙、电探针测试、功能拉偏测试、内部目检。通过100%筛选尽可能地剔除早期失效芯片。
鉴定检验和质量一致性检验是对封装样品进行，从筛选合格芯片中随机选取芯片封装后参照GJB 597A-96《半导体集成电路总规范》相应质量等级要求和用户要求进行鉴定检验和质量一致性检验，其中不进行与封装有关的试验。通过这种方式，验证整批裸芯片的质量与可靠性水平能否满足用户要求和长期可靠性要求。而按不同要求检验的芯片分别达到相应质量等级要求。
通过这种方式，不但能够指导半导体集成电路芯片研制单位设计、制造相应质量等级要求的芯片，同时也便于使用单位选用，满足其不同应用环境的使用需求。
检查的主要内容如下：②电位器、可变电容器和可调电感器等元件，调动时应该旋转平稳，无跳变或卡死现象。④胶木件表面无裂纹、起泡和分层。瓷质件表面光洁平整，无缺损。⑤带有密封结构的元器件，密封部位不应损坏和开裂。⑥镀银件表面光亮，无变色和发黑现象。2畅元器件的筛选和老化③接插件应插拔自如，插针、插孔镀层光亮，无明显氧化和玷污。①元器件外观应完整无损，标注清晰，引线和接线端子无锈蚀和明显氧化。筛选和老化的目的是剔除因某种缺陷而导致早期失效的元器件，从而提高元器件的使用寿命和可靠性。因此，凡有筛选和老化要求的元器件，在整机装配前必须按照整机产品技术要求和有关技术规定进行严格的筛选和老化。然而在课堂化的业余条件下，不具备对元器件进行正规的筛选和老化的条件，只有借助于万用表和有关通用仪器对元器件进行一般的检测，对阻容元件、二极管、三极管、集成电路、
电感线圈、电位器等元件的一般检测在前面已学过的课程中已作介绍，这里不再叙述。而电视机生产厂家具备对元器件进行筛选和老化的条件，且由专业人员 *** 作，比较复杂。下面以对半导体二极管、三极管和集成电路的筛选和老化的技术要求为例作简要介绍，仅供学生参考。（1）半导体二极管、三极管的筛选和老化①筛选程序：
b畅三极管：高温储存→温度冲击→跌落（大功率管不做）→高温反偏（硅PNP管）→功率老化→高低温测试（必要时做）→常温测试→检漏→外观检查。
心→功率老化。筛选程序可根据具体情况作相应变化，但其主要项目有：高温储存→温度冲击→跌落或离②条件及要求：
储存时间：A级48h，B级96h。储存温度：硅二极管（150±3）℃；硅三极管（175±3）℃；锗二极管、三极管（100±2）℃。a畅高温储存漏电流→常温测试→检漏→外观检查。a畅二极管（此处指整流二极管）：高温储存→温度冲击→敲击→功率老化→高温测试反向
锗元件：（－55±3）℃茨（85±2）℃。b畅温度冲击
硅元件：（－55±3）℃茨（125±3）℃。先低温后高温，转换时间小于1min，每种状态下放置1h，循环次数为5次。
允许曲线有跳动现象。敲击次数为3～5次。c畅敲击 在专用夹具上，用小锤敲击器件，并用图示仪监视最大工作电流正向曲线。不
在c－b极间加反向电压（具体电压值按技术部门的指定值）。反偏时间约4h，漏电流不超过规定值。f畅高温测试 试验温度锗二极管为（70±2）℃，锗中小功率三极管为（55±2）℃，锗大功g畅低温测试 试验温度为（－55±3）℃，恒温时间为30min。
i畅检漏 按技术文件规定进行。（2）半导体集成电路的筛选h畅常温测试 按技术文件规定进行。e畅高温反偏 锗管在（70±2）℃，硅管在（125±3）℃下，二极管加额定反向电压，三极管d畅功率老化 在常温下，按技术要求通电老化。老化时间A级12h，B级24h。率三极管为（75±2）℃，硅二、三极管为（125±3）℃。恒温时间为30min。①高温储存 它的作用是通过高温加热，加速任何可能发生或存在的表面化学反应，使储存条件：温度150～（175±5）℃，储存时间为48h或96h。150℃适用于环氧扁平封装循环条件：温度为（－55±3）℃茨（125±3）℃。先低温后高温，每种温度下保持30min，②温度循环 此项目能检验电路内不同结构材料的热胀冷缩性是否匹配。电路稳定，剔除潜在的失效电路。的电路，175℃适用于其他材料封装的电路。
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