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1、元器件總體分類

元器件可分為元件、器件兩大類。元件又細分為電氣元件和機電元件。

元件指在工廠生產加工時不改變分子成分的成品，如電阻器、電容器、電感器。它們本身不產生電子，對電壓、電流無控制和變換作用。器件指在工廠生產加工時改變了分子結構的成品，例如晶體管、電子管、集成電路，本身能產生電子，對電壓、電流有控制、變換作用（如放大、開關、整流、檢波、振蕩和調制等），又稱電子器件。電子器件包括半導體分立器件、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。

2、元器件存儲

我國大多數裝備電子產品的研制周期較長，且產品列裝使用后還需要維修，而元器件(尤其是進口元器件)更新換代是比較快的，往往裝備在研制過程中，某些進口元器件已不生產，或定型后使用需要維修時，有些元器件已經“斷檔”。為了解決這一矛盾，通常在采購時留有足夠的余量，以解決裝備研制的需要；而且元器件訂貨量大，單價相對來說就低，也有利于節約費用。作為元器件的采購方和使用方普遍采取“一次采購、多次使用”的方式，這不僅能取得一定的經濟效益，也有利于保證裝備產品的研制進度。而另一方面，元器件生產廠家也希望“一次技產、多次供貨”以降低生產成本。但“一次訂貨，多次使用”或“一次投產、多次供貨”主要取決于元器件允許長期儲存的期限，以及超過了規定的儲存期限后，需要通過必要的檢測，才能驗證元器件的質量與可靠性仍能滿足裝備研制的要求。

元器件的儲存可靠性以及儲存期的長短主要與下列因素有關。

(1)由設計、工藝和原材料決定的元器件固有質量狀況。

(2)元器件儲存的環境條件。

(3)元器件的不同類別。

(4)裝備的可靠性要求。

3、元器件儲存環境

多數元器件的總規范和詳細規范中規定了元器件的儲存環境，SJ 331《半導體集成電路總技術條件》規定了半導體集成電路儲存的溫度范圍為-10℃～40℃，相對濕度不大于80% ；美國軍用標準和我國軍用標準規定半導體器件的儲存環境溫度范圍要寬一些。這些標準中規定的儲存環境都是不允許超過的范圍，并非元器件儲存的最佳環境。根據國家標準GB 4798.1《電工電子產品應用環境:儲存》，對于某些存放精密儀器儀表、元器件的倉庫環境條件的級別定為最高級別，其主要的氣候環境條件為20℃～25℃；相對濕度:20%～70%；氣壓:70kPa～106kPa。這三項儲存的氣候環境條件中，對元器件儲存可靠性影響較大的是溫度和相對濕度，氣壓影響的程度相對較小。儲存環境除了氣候環境對元器件的有效儲存期有影響外，GB 4798.1中還規定了其他環境(如特殊氣候環境(輻射等)、生物環境(霉菌、白蟻等)、化學活性物質(有害氣體等)、機械活性物質(砂、塵等))。此外，振動、沖擊等機械環境對元器件儲存可靠性和儲存期的長短也有很大影響。

GJB/Z 123《宇航用電子元器件有效儲存期及超期復驗指南》中均規定了元器件的儲存環境條件：元器件必須儲存在清潔、通風、無腐蝕氣體并有溫度和相對濕度指示儀器的廠所。

儲存環境條件的分類見表

（1）對靜電放電敏感的元器件(如MOS器件、微波器件等)，應采取靜電放電防護措施。

（2）對磁場敏感但本身無磁屏蔽的元件，應存放在具有磁屏蔽作用的容器內。

（3）非密封片式元器件應存放在充惰性氣體密封的密封容器內，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。

（4）微電機等機電元件的油封及單元包裝應保持完整。

4、元器件儲存失效機理

影響元器件儲存可靠性和儲存期長短的主要因素是元器件本身包含的各種缺陷，凡系統中含有存在缺陷的元器件都不能滿足系統長期儲存的要求，無缺陷或缺陷少的元器件就能滿足系統十幾年甚至是20年的長期儲存要求。美國桑迪亞國家實驗室(SNL)收集了美國國防部的部分高可靠微電子器件(如MOSLSI、雙極型SSI)在非工作狀態下的大量儲存數據，儲存期為8年-10年，甚至20年以上。數據分析表明，非工作狀態下元器件的儲存失效并非單純地呈指數分布規律，其失效在較大程度上由設計、制造和生產過程的質量監控失誤造成的缺陷所引起。

對長期庫房儲存試驗和延壽試驗的失效樣品分析表明，失效的主要原因是由于器件內部水汽影響，其次是芯片、引線脫落。不同類別元器件常見儲存失效模式和失效機理見表2。元器件儲存失效包括內部結構失效和與封裝、鍵合有關的外部結構失效，而外部結構失效在儲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，是由于元器件在儲存溫度、濕度等環境應力的作用下潛在的外殼、封裝工藝缺陷而導致失效。

5、有關元器件儲存期的定義

儲存期ts：元器件從生產完成并檢驗合格后至裝機前在一定的環境條件下存放的時間。

有效儲存期tvS：一定質量等級的元器件在規定的儲存環境條件下存放，其批質量能滿足要求的期限。

基本有效儲存期tBVS：未考慮元器件質量等級的有效儲存期。

儲存質量系數CSQ：根據元器件的不同質量等級，對基本有效儲存期的調整系數。

超期復驗：超過有效儲存期的元器件，在裝機前應進行的一系列檢驗。

繼續有效期：超期復驗合格的元器件在規定的儲存環境條件下存放，其批質量能滿足要求的期限。

6、元器件儲存期計算

元器件的儲存期的起始日期通常按以下原則計算獲得。

（1）經過二次(補充)篩選，其篩選項目和條件不少于相關規定的相應超期復驗 中非破壞性檢驗項目，且二次(補充)篩選完成日期或生產日期不超過12個月的元器件，可按二次(補充)篩選報告上(批合格)篩選完成的日期計算。

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

（3）按產品合格證上的檢驗日期計算。

（4）按包裝容器上的包裝日期提前一個月計算。

（5）按元器件驗收日期提前兩個月計算，如果驗收時能確定元器件的生產日期，則應按生產日期計算。

當得到元器件的儲存期的起始日期后，元器件的儲存期即是從元器件儲存的起始日期至預定裝機日期的時間。

7、元器件有效儲存期

元器件的有效儲存期與元器件的材料、結構和儲存的環境條件有關。不同類別的元器件由于結構等差異，其有效儲存期也將有所不同。有些元器件的產品規范(總規范或詳細規范)中規定了元器件的儲存期限，這些規定的期限在一定程度上就是“有效儲存期”。

較早的美國軍用軍標準MIL-S-19500E《半導體器件總規范》中規定了庫存超過12個月的半導體分立器件，交貨時要進行重新檢驗的程序，可以認為標準規定了半導體分立器件的“有效儲存期”為12個月；而20世紀90年代發布的MIL-S-19500J規定了庫存超過36個月的半導體分立器件，交貨時要進行重新檢驗的程序，表明隨著半導體器件制造技術的進步，半導體分立器件的“有效儲存期”亦隨之延長。

美國軍用標準MIL-M38510《微電路總規范》規定了微電路的“有效儲存期”:20世紀80年代時為24個月，20世紀90年代已延長為36個月。此外，歐洲空間局(ESA)標準ESAPSS01-60《ESA空間系統的元器件選擇、采購和控制》以及歐洲空間標準化合作組織(ECSS)標準ECSS-Q-60A《空間產品保證電子、電氣和機電元器件》均規定了從制成到預計裝機日期超過了60個月的庫存元器件，裝機前應進行復驗程序。

目前我國軍用“七專”元器件，也有部分元器件的技術條件規定了“有效儲存期”。如QZJ 840620規定了射頻插頭座在環境溫度為5℃-35℃、相對濕度不大于80%的庫房中儲存60個月內應具有使用性；QZJ 840621規定了石英諧振器出廠后，在正常的存放條件下，96個月內的頻率變化應在補充技術條件規定的范圍內。有效儲存期作為元器件的質量指標應該由元器件生產廠家給出，而大多數國內生產廠家要做到這一點還存在一定的困難。在元器件生產廠家不能提供的情況下，通常在總結經驗的基礎上，參照國內外經驗自行規定元器件的有效儲存期。元器件的有效儲存期與儲存的環境條件有關，但在美軍標準及歐洲空間機構的同類標準都未說明36個月或60個月是在怎樣的儲存環境下的有效儲存期。對此只能理解為歐美的倉庫環境條件較好，或已達到相當于I類的儲存環境條件。不同的元器件其結構和材料等有一定的差異，所以其有效儲存期也不盡相同，歐洲空間機構類似的標準化文件將元器件的有效儲存期一律定為60個月，這種做法不一定很科學。元器件的有效儲存期與元器件的質量等級有關，但在美軍標準及歐洲空間機構的類似標準中都未說明元器件的質量等級。

8、元器件的超期復驗

美國軍用標準MIL-S-19500規定半導體分立器件庫存超過了36個月，交貨時要通過電參數測試和外觀檢查；MIL-M-38510規定集成電路庫存超過了36個月，交貨時要通過電參數測試。歐洲空間局標準ESA-01-60以及歐洲空間標準化合作組織ECSS標準ECSS-Q-60A規定超過60個月的庫存元器件，裝機前應進行復驗。這兩個管理標準規定的復驗程序包括電參數測試、外觀目檢、密封性檢查和破壞性物理分析等。

儲存期超過有效儲存期的元器件應按一定的程序進行復驗，復驗通過的元器件，才能作為合格品用于裝備型號正（試）樣上。

以下簡要介紹我國軍用元器件超期復驗的要求。

A、超期復驗的分類

元器件的超期復驗需按照超過有效存儲期時間的長短進行分類。

元器件的超期復驗超過有效儲存期的時間分為A、B、C三類。

（1）儲存期已超過有效儲存期，但未超過1.3倍的為A類。

（2）儲存期已超過有效儲存期1.3倍，但未超過1.7倍的為B類。

（3）儲存期已超過有效儲存期1.7倍，但未超過2.0倍的為C類。

除非另有規定，超過有效儲存期2.0倍的元器件不得進行超期復驗；對于已通過了A、B類超期復驗，而且其總儲存期未超過有效儲存期2.0倍的元器件，允許按C類進行第二次超期復驗；已經過C類超期復驗的元器件，不得再次進行超期復驗。

不同的裝備研制，可根據需要對上述分類進行細化或剪裁，某航空型號的《元器件儲存管理規定》中規定按有效儲存期的長短分為A、B兩類。

（1）儲存期已超過有效儲存期，但未超過1.5倍的為A類。

（2）儲存期已超過有效儲存期1.5倍，但未超過2.0倍的為B類。

B、元器件超期復驗的要求

通常情況下，儲存期超過有效儲存期的元器件必須按相關技術文件的檢驗過程進行復驗，通過復驗的元器件，才能作為合格品裝機使用，未經復驗的超期元器件不得裝機使用。超過有效儲存期2.0倍的元器件不得進行超期復驗。

在復驗過程中發現致命缺陷（功能失效）或嚴重缺陷的元器件，應進行失效分析；如果分析結果表明缺陷為批次性，則同一生產批的元器件不得用于型號產品。

復驗合格的元器件應繼續在規定的環境條件下存放；復驗不合格的元器件應嚴格隔離。以下簡要介紹元器件超期復驗要求。

A類超期復驗要求

A類超期復驗時元器件儲存期超過有效儲存期的時間不長，重點檢查對元器件的外觀、電性能以及密封情況；

B類及C類超期復驗要求

B類或C類的超期復驗時元器件儲存期超過有效儲存期的時間較長，除按A類超期復驗 的要求進行復驗，還要重點對檢查元器件的引出端可焊性以及引出端的強度，對于某些類別的元器件還要抽樣進行破壞性物理分析檢測。

有關元器件DPA的方法及批不合格判據，規定如下：

（1）分立器件按GJB 128A方法2072~2075、2037、2017分別進行內部目檢、鍵合強 度和芯片剪切檢驗；集成電路按GJB 548B方法2013、2011.1、2019.2分別進行內部目檢、鍵合強度和芯片剪切檢驗。檢驗結果如果發現腐蝕等批次性失效模式，則整批不得裝機使用。

（2）對非固體鉭電容器進行內部目檢，當發現內壁有腐蝕孔或普遍腐蝕的現象，則整批不得裝機使用。

（3）對密封繼電器、石英諧振器、振蕩器等進行內部目檢，當發現內部有腐蝕現象，則整批不得裝機使用。

審核編輯 黃宇