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1、元器件總體分類(lèi)

元器件可分為元件、器件兩大類(lèi)。元件又細(xì)分為電氣元件和機(jī)電元件。

元件指在工廠生產(chǎn)加工時(shí)不改變分子成分的成品，如電阻器、電容器、電感器。它們本身不產(chǎn)生電子，對(duì)電壓、電流無(wú)控制和變換作用。器件指在工廠生產(chǎn)加工時(shí)改變了分子結(jié)構(gòu)的成品，例如晶體管、電子管、集成電路，本身能產(chǎn)生電子，對(duì)電壓、電流有控制、變換作用（如放大、開(kāi)關(guān)、整流、檢波、振蕩和調(diào)制等），又稱(chēng)電子器件。電子器件包括半導(dǎo)體分立器件、集成電路、真空電子器件、光電子器件等。另外，將電聲器件和電池等歸為其他元器件類(lèi)。

2、元器件存儲(chǔ)

我國(guó)大多數(shù)裝備電子產(chǎn)品的研制周期較長(zhǎng)，且產(chǎn)品列裝使用后還需要維修，而元器件(尤其是進(jìn)口元器件)更新?lián)Q代是比較快的，往往裝備在研制過(guò)程中，某些進(jìn)口元器件已不生產(chǎn)，或定型后使用需要維修時(shí)，有些元器件已經(jīng)“斷檔”。為了解決這一矛盾，通常在采購(gòu)時(shí)留有足夠的余量，以解決裝備研制的需要；而且元器件訂貨量大，單價(jià)相對(duì)來(lái)說(shuō)就低，也有利于節(jié)約費(fèi)用。作為元器件的采購(gòu)方和使用方普遍采取“一次采購(gòu)、多次使用”的方式，這不僅能取得一定的經(jīng)濟(jì)效益，也有利于保證裝備產(chǎn)品的研制進(jìn)度。而另一方面，元器件生產(chǎn)廠家也希望“一次技產(chǎn)、多次供貨”以降低生產(chǎn)成本。但“一次訂貨，多次使用”或“一次投產(chǎn)、多次供貨”主要取決于元器件允許長(zhǎng)期儲(chǔ)存的期限，以及超過(guò)了規(guī)定的儲(chǔ)存期限后，需要通過(guò)必要的檢測(cè)，才能驗(yàn)證元器件的質(zhì)量與可靠性仍能滿足裝備研制的要求。

元器件的儲(chǔ)存可靠性以及儲(chǔ)存期的長(zhǎng)短主要與下列因素有關(guān)。

(1)由設(shè)計(jì)、工藝和原材料決定的元器件固有質(zhì)量狀況。

(2)元器件儲(chǔ)存的環(huán)境條件。

(3)元器件的不同類(lèi)別。

(4)裝備的可靠性要求。

3、元器件儲(chǔ)存環(huán)境

多數(shù)元器件的總規(guī)范和詳細(xì)規(guī)范中規(guī)定了元器件的儲(chǔ)存環(huán)境，SJ 331《半導(dǎo)體集成電路總技術(shù)條件》規(guī)定了半導(dǎo)體集成電路儲(chǔ)存的溫度范圍為-10℃～40℃，相對(duì)濕度不大于80% ；美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)和我國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定半導(dǎo)體器件的儲(chǔ)存環(huán)境溫度范圍要寬一些。這些標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的儲(chǔ)存環(huán)境都是不允許超過(guò)的范圍，并非元器件儲(chǔ)存的最佳環(huán)境。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 4798.1《電工電子產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境:儲(chǔ)存》，對(duì)于某些存放精密儀器儀表、元器件的倉(cāng)庫(kù)環(huán)境條件的級(jí)別定為最高級(jí)別，其主要的氣候環(huán)境條件為20℃～25℃；相對(duì)濕度:20%～70%；氣壓:70kPa～106kPa。這三項(xiàng)儲(chǔ)存的氣候環(huán)境條件中，對(duì)元器件儲(chǔ)存可靠性影響較大的是溫度和相對(duì)濕度，氣壓影響的程度相對(duì)較小。儲(chǔ)存環(huán)境除了氣候環(huán)境對(duì)元器件的有效儲(chǔ)存期有影響外，GB 4798.1中還規(guī)定了其他環(huán)境(如特殊氣候環(huán)境(輻射等)、生物環(huán)境(霉菌、白蟻等)、化學(xué)活性物質(zhì)(有害氣體等)、機(jī)械活性物質(zhì)(砂、塵等))。此外，振動(dòng)、沖擊等機(jī)械環(huán)境對(duì)元器件儲(chǔ)存可靠性和儲(chǔ)存期的長(zhǎng)短也有很大影響。

GJB/Z 123《宇航用電子元器件有效儲(chǔ)存期及超期復(fù)驗(yàn)指南》中均規(guī)定了元器件的儲(chǔ)存環(huán)境條件：元器件必須儲(chǔ)存在清潔、通風(fēng)、無(wú)腐蝕氣體并有溫度和相對(duì)濕度指示儀器的廠所。

儲(chǔ)存環(huán)境條件的分類(lèi)見(jiàn)表

（1）對(duì)靜電放電敏感的元器件(如MOS器件、微波器件等)，應(yīng)采取靜電放電防護(hù)措施。

（2）對(duì)磁場(chǎng)敏感但本身無(wú)磁屏蔽的元件，應(yīng)存放在具有磁屏蔽作用的容器內(nèi)。

（3）非密封片式元器件應(yīng)存放在充惰性氣體密封的密封容器內(nèi)，或存放在采取有效去濕措施(如加吸濕劑、防氧化劑等)的密封容器內(nèi)。

（4）微電機(jī)等機(jī)電元件的油封及單元包裝應(yīng)保持完整。

4、元器件儲(chǔ)存失效機(jī)理

影響元器件儲(chǔ)存可靠性和儲(chǔ)存期長(zhǎng)短的主要因素是元器件本身包含的各種缺陷，凡系統(tǒng)中含有存在缺陷的元器件都不能滿足系統(tǒng)長(zhǎng)期儲(chǔ)存的要求，無(wú)缺陷或缺陷少的元器件就能滿足系統(tǒng)十幾年甚至是20年的長(zhǎng)期儲(chǔ)存要求。美國(guó)桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(SNL)收集了美國(guó)國(guó)防部的部分高可靠微電子器件(如MOSLSI、雙極型SSI)在非工作狀態(tài)下的大量?jī)?chǔ)存數(shù)據(jù)，儲(chǔ)存期為8年-10年，甚至20年以上。數(shù)據(jù)分析表明，非工作狀態(tài)下元器件的儲(chǔ)存失效并非單純地呈指數(shù)分布規(guī)律，其失效在較大程度上由設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量監(jiān)控失誤造成的缺陷所引起。

對(duì)長(zhǎng)期庫(kù)房?jī)?chǔ)存試驗(yàn)和延壽試驗(yàn)的失效樣品分析表明，失效的主要原因是由于器件內(nèi)部水汽影響，其次是芯片、引線脫落。不同類(lèi)別元器件常見(jiàn)儲(chǔ)存失效模式和失效機(jī)理見(jiàn)表2。元器件儲(chǔ)存失效包括內(nèi)部結(jié)構(gòu)失效和與封裝、鍵合有關(guān)的外部結(jié)構(gòu)失效，而外部結(jié)構(gòu)失效在儲(chǔ)存失效中占主要部分，包括封裝漏氣失效、引線焊接失效、外引線腐蝕斷裂等，是由于元器件在儲(chǔ)存溫度、濕度等環(huán)境應(yīng)力的作用下潛在的外殼、封裝工藝缺陷而導(dǎo)致失效。

5、有關(guān)元器件儲(chǔ)存期的定義

儲(chǔ)存期ts：元器件從生產(chǎn)完成并檢驗(yàn)合格后至裝機(jī)前在一定的環(huán)境條件下存放的時(shí)間。

有效儲(chǔ)存期tvS：一定質(zhì)量等級(jí)的元器件在規(guī)定的儲(chǔ)存環(huán)境條件下存放，其批質(zhì)量能滿足要求的期限。

基本有效儲(chǔ)存期tBVS：未考慮元器件質(zhì)量等級(jí)的有效儲(chǔ)存期。

儲(chǔ)存質(zhì)量系數(shù)CSQ：根據(jù)元器件的不同質(zhì)量等級(jí)，對(duì)基本有效儲(chǔ)存期的調(diào)整系數(shù)。

超期復(fù)驗(yàn)：超過(guò)有效儲(chǔ)存期的元器件，在裝機(jī)前應(yīng)進(jìn)行的一系列檢驗(yàn)。

繼續(xù)有效期：超期復(fù)驗(yàn)合格的元器件在規(guī)定的儲(chǔ)存環(huán)境條件下存放，其批質(zhì)量能滿足要求的期限。

6、元器件儲(chǔ)存期計(jì)算

元器件的儲(chǔ)存期的起始日期通常按以下原則計(jì)算獲得。

（1）經(jīng)過(guò)二次(補(bǔ)充)篩選，其篩選項(xiàng)目和條件不少于相關(guān)規(guī)定的相應(yīng)超期復(fù)驗(yàn) 中非破壞性檢驗(yàn)項(xiàng)目，且二次(補(bǔ)充)篩選完成日期或生產(chǎn)日期不超過(guò)12個(gè)月的元器件，可按二次(補(bǔ)充)篩選報(bào)告上(批合格)篩選完成的日期計(jì)算。

（2）元器件上打印的生產(chǎn)日期(或星期)代碼(號(hào))，如進(jìn)口器件代碼“9908” 表示1999年第8周生產(chǎn)；凡僅有年月而無(wú)日期的均按該月15日計(jì)算(如果為星期代號(hào)，則按星期四的日期計(jì)算)。

（3）按產(chǎn)品合格證上的檢驗(yàn)日期計(jì)算。

（4）按包裝容器上的包裝日期提前一個(gè)月計(jì)算。

（5）按元器件驗(yàn)收日期提前兩個(gè)月計(jì)算，如果驗(yàn)收時(shí)能確定元器件的生產(chǎn)日期，則應(yīng)按生產(chǎn)日期計(jì)算。

當(dāng)?shù)玫皆骷膬?chǔ)存期的起始日期后，元器件的儲(chǔ)存期即是從元器件儲(chǔ)存的起始日期至預(yù)定裝機(jī)日期的時(shí)間。

7、元器件有效儲(chǔ)存期

元器件的有效儲(chǔ)存期與元器件的材料、結(jié)構(gòu)和儲(chǔ)存的環(huán)境條件有關(guān)。不同類(lèi)別的元器件由于結(jié)構(gòu)等差異，其有效儲(chǔ)存期也將有所不同。有些元器件的產(chǎn)品規(guī)范(總規(guī)范或詳細(xì)規(guī)范)中規(guī)定了元器件的儲(chǔ)存期限，這些規(guī)定的期限在一定程度上就是“有效儲(chǔ)存期”。

較早的美國(guó)軍用軍標(biāo)準(zhǔn)MIL-S-19500E《半導(dǎo)體器件總規(guī)范》中規(guī)定了庫(kù)存超過(guò)12個(gè)月的半導(dǎo)體分立器件，交貨時(shí)要進(jìn)行重新檢驗(yàn)的程序，可以認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了半導(dǎo)體分立器件的“有效儲(chǔ)存期”為12個(gè)月；而20世紀(jì)90年代發(fā)布的MIL-S-19500J規(guī)定了庫(kù)存超過(guò)36個(gè)月的半導(dǎo)體分立器件，交貨時(shí)要進(jìn)行重新檢驗(yàn)的程序，表明隨著半導(dǎo)體器件制造技術(shù)的進(jìn)步，半導(dǎo)體分立器件的“有效儲(chǔ)存期”亦隨之延長(zhǎng)。

美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-M38510《微電路總規(guī)范》規(guī)定了微電路的“有效儲(chǔ)存期”:20世紀(jì)80年代時(shí)為24個(gè)月，20世紀(jì)90年代已延長(zhǎng)為36個(gè)月。此外，歐洲空間局(ESA)標(biāo)準(zhǔn)ESAPSS01-60《ESA空間系統(tǒng)的元器件選擇、采購(gòu)和控制》以及歐洲空間標(biāo)準(zhǔn)化合作組織(ECSS)標(biāo)準(zhǔn)ECSS-Q-60A《空間產(chǎn)品保證電子、電氣和機(jī)電元器件》均規(guī)定了從制成到預(yù)計(jì)裝機(jī)日期超過(guò)了60個(gè)月的庫(kù)存元器件，裝機(jī)前應(yīng)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)程序。

目前我國(guó)軍用“七專(zhuān)”元器件，也有部分元器件的技術(shù)條件規(guī)定了“有效儲(chǔ)存期”。如QZJ 840620規(guī)定了射頻插頭座在環(huán)境溫度為5℃-35℃、相對(duì)濕度不大于80%的庫(kù)房中儲(chǔ)存60個(gè)月內(nèi)應(yīng)具有使用性；QZJ 840621規(guī)定了石英諧振器出廠后，在正常的存放條件下，96個(gè)月內(nèi)的頻率變化應(yīng)在補(bǔ)充技術(shù)條件規(guī)定的范圍內(nèi)。有效儲(chǔ)存期作為元器件的質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)該由元器件生產(chǎn)廠家給出，而大多數(shù)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家要做到這一點(diǎn)還存在一定的困難。在元器件生產(chǎn)廠家不能提供的情況下，通常在總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，參照國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)自行規(guī)定元器件的有效儲(chǔ)存期。元器件的有效儲(chǔ)存期與儲(chǔ)存的環(huán)境條件有關(guān)，但在美軍標(biāo)準(zhǔn)及歐洲空間機(jī)構(gòu)的同類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)都未說(shuō)明36個(gè)月或60個(gè)月是在怎樣的儲(chǔ)存環(huán)境下的有效儲(chǔ)存期。對(duì)此只能理解為歐美的倉(cāng)庫(kù)環(huán)境條件較好，或已達(dá)到相當(dāng)于I類(lèi)的儲(chǔ)存環(huán)境條件。不同的元器件其結(jié)構(gòu)和材料等有一定的差異，所以其有效儲(chǔ)存期也不盡相同，歐洲空間機(jī)構(gòu)類(lèi)似的標(biāo)準(zhǔn)化文件將元器件的有效儲(chǔ)存期一律定為60個(gè)月，這種做法不一定很科學(xué)。元器件的有效儲(chǔ)存期與元器件的質(zhì)量等級(jí)有關(guān)，但在美軍標(biāo)準(zhǔn)及歐洲空間機(jī)構(gòu)的類(lèi)似標(biāo)準(zhǔn)中都未說(shuō)明元器件的質(zhì)量等級(jí)。

8、元器件的超期復(fù)驗(yàn)

美國(guó)軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-S-19500規(guī)定半導(dǎo)體分立器件庫(kù)存超過(guò)了36個(gè)月，交貨時(shí)要通過(guò)電參數(shù)測(cè)試和外觀檢查；MIL-M-38510規(guī)定集成電路庫(kù)存超過(guò)了36個(gè)月，交貨時(shí)要通過(guò)電參數(shù)測(cè)試。歐洲空間局標(biāo)準(zhǔn)ESA-01-60以及歐洲空間標(biāo)準(zhǔn)化合作組織ECSS標(biāo)準(zhǔn)ECSS-Q-60A規(guī)定超過(guò)60個(gè)月的庫(kù)存元器件，裝機(jī)前應(yīng)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。這兩個(gè)管理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的復(fù)驗(yàn)程序包括電參數(shù)測(cè)試、外觀目檢、密封性檢查和破壞性物理分析等。

儲(chǔ)存期超過(guò)有效儲(chǔ)存期的元器件應(yīng)按一定的程序進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，復(fù)驗(yàn)通過(guò)的元器件，才能作為合格品用于裝備型號(hào)正（試）樣上。

以下簡(jiǎn)要介紹我國(guó)軍用元器件超期復(fù)驗(yàn)的要求。

A、超期復(fù)驗(yàn)的分類(lèi)

元器件的超期復(fù)驗(yàn)需按照超過(guò)有效存儲(chǔ)期時(shí)間的長(zhǎng)短進(jìn)行分類(lèi)。

元器件的超期復(fù)驗(yàn)超過(guò)有效儲(chǔ)存期的時(shí)間分為A、B、C三類(lèi)。

（1）儲(chǔ)存期已超過(guò)有效儲(chǔ)存期，但未超過(guò)1.3倍的為A類(lèi)。

（2）儲(chǔ)存期已超過(guò)有效儲(chǔ)存期1.3倍，但未超過(guò)1.7倍的為B類(lèi)。

（3）儲(chǔ)存期已超過(guò)有效儲(chǔ)存期1.7倍，但未超過(guò)2.0倍的為C類(lèi)。

除非另有規(guī)定，超過(guò)有效儲(chǔ)存期2.0倍的元器件不得進(jìn)行超期復(fù)驗(yàn)；對(duì)于已通過(guò)了A、B類(lèi)超期復(fù)驗(yàn)，而且其總儲(chǔ)存期未超過(guò)有效儲(chǔ)存期2.0倍的元器件，允許按C類(lèi)進(jìn)行第二次超期復(fù)驗(yàn)；已經(jīng)過(guò)C類(lèi)超期復(fù)驗(yàn)的元器件，不得再次進(jìn)行超期復(fù)驗(yàn)。

不同的裝備研制，可根據(jù)需要對(duì)上述分類(lèi)進(jìn)行細(xì)化或剪裁，某航空型號(hào)的《元器件儲(chǔ)存管理規(guī)定》中規(guī)定按有效儲(chǔ)存期的長(zhǎng)短分為A、B兩類(lèi)。

（1）儲(chǔ)存期已超過(guò)有效儲(chǔ)存期，但未超過(guò)1.5倍的為A類(lèi)。

（2）儲(chǔ)存期已超過(guò)有效儲(chǔ)存期1.5倍，但未超過(guò)2.0倍的為B類(lèi)。

B、元器件超期復(fù)驗(yàn)的要求

通常情況下，儲(chǔ)存期超過(guò)有效儲(chǔ)存期的元器件必須按相關(guān)技術(shù)文件的檢驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，通過(guò)復(fù)驗(yàn)的元器件，才能作為合格品裝機(jī)使用，未經(jīng)復(fù)驗(yàn)的超期元器件不得裝機(jī)使用。超過(guò)有效儲(chǔ)存期2.0倍的元器件不得進(jìn)行超期復(fù)驗(yàn)。

在復(fù)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)致命缺陷（功能失效）或嚴(yán)重缺陷的元器件，應(yīng)進(jìn)行失效分析；如果分析結(jié)果表明缺陷為批次性，則同一生產(chǎn)批的元器件不得用于型號(hào)產(chǎn)品。

復(fù)驗(yàn)合格的元器件應(yīng)繼續(xù)在規(guī)定的環(huán)境條件下存放；復(fù)驗(yàn)不合格的元器件應(yīng)嚴(yán)格隔離。以下簡(jiǎn)要介紹元器件超期復(fù)驗(yàn)要求。

A類(lèi)超期復(fù)驗(yàn)要求

A類(lèi)超期復(fù)驗(yàn)時(shí)元器件儲(chǔ)存期超過(guò)有效儲(chǔ)存期的時(shí)間不長(zhǎng)，重點(diǎn)檢查對(duì)元器件的外觀、電性能以及密封情況；

B類(lèi)及C類(lèi)超期復(fù)驗(yàn)要求

B類(lèi)或C類(lèi)的超期復(fù)驗(yàn)時(shí)元器件儲(chǔ)存期超過(guò)有效儲(chǔ)存期的時(shí)間較長(zhǎng)，除按A類(lèi)超期復(fù)驗(yàn) 的要求進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，還要重點(diǎn)對(duì)檢查元器件的引出端可焊性以及引出端的強(qiáng)度，對(duì)于某些類(lèi)別的元器件還要抽樣進(jìn)行破壞性物理分析檢測(cè)。

有關(guān)元器件DPA的方法及批不合格判據(jù)，規(guī)定如下：

（1）分立器件按GJB 128A方法2072~2075、2037、2017分別進(jìn)行內(nèi)部目檢、鍵合強(qiáng) 度和芯片剪切檢驗(yàn)；集成電路按GJB 548B方法2013、2011.1、2019.2分別進(jìn)行內(nèi)部目檢、鍵合強(qiáng)度和芯片剪切檢驗(yàn)。檢驗(yàn)結(jié)果如果發(fā)現(xiàn)腐蝕等批次性失效模式，則整批不得裝機(jī)使用。

（2）對(duì)非固體鉭電容器進(jìn)行內(nèi)部目檢，當(dāng)發(fā)現(xiàn)內(nèi)壁有腐蝕孔或普遍腐蝕的現(xiàn)象，則整批不得裝機(jī)使用。

（3）對(duì)密封繼電器、石英諧振器、振蕩器等進(jìn)行內(nèi)部目檢，當(dāng)發(fā)現(xiàn)內(nèi)部有腐蝕現(xiàn)象，則整批不得裝機(jī)使用。

審核編輯 黃宇