塑封器件具有性能優、體積小、重量輕、品種多樣、購買容易等特點，在材料及工藝不斷進步的今天，其質量水平也在逐步提升，被航空、電子、通信、空間等軍用領域大量采用。雖然塑封器件具有如此多的優點，但由于塑封器件具有材料熱穩定性差、非氣密性，且易于吸附周圍環境水汽等特點，存在很大的用可靠性問題。另外，軍工單位采購塑封器件的品種多、數量少，許多大型廠家不愿意接訂單，大多數情況下只能通過代理商渠道購買，增加了采購環節質量控制的難度;另一方面，許多不良代理商通過對塑封器件通過假冒、翻新、混批等方法來獲得更大的利潤，導致塑封器件質量控制變得非常復雜。因此，針對塑封器件的主要失效機理及目前的質量現狀，軍代表應該從加強采購環節、檢驗環節及使用環節等方面入手，加強塑封器件的質量控制。

　　主要失效機理及質量現狀

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　　塑封器件主要失效機理

　　塑封器件由于固有的結構以及材料的特點，具有潮濕敏感度高、不能氣密封裝的特性。盡管在包裝材料、芯片鈍化、加工工藝方面己取得長足的進步，但在濕度較高的環境條件下長時間貯存時，塑封器件會不斷吸收潮氣；如果封裝材料含有電離子，還可能在芯片內的金屬與內引線鍵合處產生電漂移，造成芯片電參數漂移、短路、開路等失效模式。塑封器件吸附了濕氣之后，在后續工藝加工中，特別是在產生熱量的工藝中，塑封器件內部的潮氣受熱變成水蒸氣，并迅速膨脹，容易發生內部分層、鍵合損傷、金屬化腐蝕或熱膨脹。另外，塑封器件含有金屬、粘接材料、塑模化合物等各種不同性質的材料，在溫度不斷發生變化時，會導致封裝體和芯片間發生形變，在不同材料間產生裂縫，進一步導致雜質和潮氣的浸入，引起失效。

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　　塑封器件的質量現狀

　　由于軍用電子產品存在元器件用量少、品種多、可靠性要求高的特點，決定了軍品承制單位無法在生產商身上獲得采購話語權，通過代理商代購成為唯一的選擇。但在利潤的驅使下，個別代理商根據軍工單位某些特殊要求，如同批次、生產年限等，回收使用過的塑封器件重新打印標識或引線處理(翻新)；將過期產品重新進行批次標識(翻新);不同批次塑封器件重新統一標識(混批、翻新)；對某些性能相同的通用型器件，根據客戶采購需要進行封裝、標識(假冒)，然后作為原廠產品進行銷售，通過這些低劣手段“生產”的塑封器件，成為市場上大量的假冒翻新器件的主要來源。據了解，在我國某些地區，回收翻新處理這些塑封器件己經形成產業，甚至有流水作業的翻新生產線，致使越來越多的翻新假冒偽劣器件流入正規的市場銷售，導致目前塑封器件市場較為混亂，采購的塑封器件假冒、翻新、混批問題時有發生。

　　如何控制塑封器件質量

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　　加強采購渠道控制

　　首先，軍代表必須組織物資采購部門對塑封器件供貨廠家進行清理、歸類，通過現場和文件考察后集中選擇3-4家市場信譽好的一級代理商進行集中采購。其次，軍代表須會同承制單位編制《合格供方目錄》，每年軍廠雙方對供方能力進行綜合評分，并定期對供方的綜合情況進行再評價，軍廠雙方都應建立并保存評價記錄和供方檔案，避免引起軍廠爭議。

　　另外，軍代表必須要求承制單位與供方在簽訂合同時附加供貨質量保證協議，明確產品質量控制要求及質量問題處理要求。對采購產品入廠檢驗及使用過程中發現的質量問題，堅持“軍工產品，質量第一”、“三不”、“三不放過”原則，責成供應商進行分析與整改。督促承制單位針對供應商建立評價考核實施細則，并不定期組織承制單位按細則進行評價。對供貨合格率出現異常、某段時間內出現多次同一失效模式或出現重大質量問題的供方，在問題出現1個月內由軍代室組織物資采購、設計、生產等相關部門對其進行重新評價，審查其質量保證能力，如判定為個案，可保留其合格供方資格，但應將其供方等級下調；如判定為系統性問題，則取消其合格供方資格。

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　　加強入廠檢驗控制

　　為確保采購的塑封器件質量，必須加強入廠檢驗控制，杜絕假冒、翻新、偽劣塑封器件進入生產現場。軍代表應會同承制單位制定塑封器件入廠檢驗規范，并報軍廠雙方領導審批后下發執行。在規范中應重點對以下內容進行規定。

　　第一，外部目檢。塑封器件不屬于密封器件，但必須進行模塑化合物完整性檢查，包括封裝變形、包封層外來物、空洞、裂紋等都是檢查的重點。同時，針對目前塑封器件市場現狀，軍代室應鼓勵承制單位通過“走出去”、“請進來”、“個人講”、“大家評”等多種方式加強內部和外部檢驗機構的溝通與交流，開展塑封器件辨識方法的研究，建立塑封器件有效識別方法。在入廠檢驗規范中應明確外觀100%進行檢驗，檢查各批產品型號、批次、產地等可追溯性標識信息是否清晰、一致;塑封表面有無磨痕、缺損等。

　　第二，性能檢測。按照入廠檢驗規范和GJB179A-96全數或抽樣進行電性能測試及試用檢驗，確保采購產品滿足產品使用要求。

　　第三，對塑封封裝質量及長期可靠性進行評價，100%進行X射線檢查和/或聲學掃描顯微鏡檢查，以剔除工藝不良，以及可能出現分層缺陷的器件。

　　第四，軍廠雙方應對入廠檢驗過程中發現的具有翻新痕跡、混批等異常現象以及器件入所檢驗合格率進行統計，并建議工廠將此指標納入物資采購部門及供應商的考核評價體系，對物資采購部門采購質量進行監控。

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　　加強貯存環境控制

　　由于塑封器件易于吸附空氣中的潮氣，容易造成塑封器件出現分層、腐蝕以及爆米花等現象，因此，塑封器件保存環境對塑封器件可靠性影響不容忽視。

　　軍代表應督促物資采購部門在塑封器件采購回廠后按照說明書配置適宜的環境設施，確保在規定條件下存放，同時應制定檢查計劃，定期或不定期對貯存環境進行檢查。塑封器件在不拆封的情況下通常可以存放一年，拆封后，根據潮濕敏感標號，應在規定的時期內使用。如若潮濕敏感度為4，則應在72 h內用完；若潮濕敏感度為3，則可在168 h內用完。潮濕敏感度數字越大，可在外部放置的時間越短。當塑封器件拆封后無法用完時，應立即貯存于干燥箱或抽真空保存，避免塑封器件吸收空氣中的潮氣。

　　值得一提的是，由于軍工單位的可靠性要求較高、采購量少，在各經銷商處可能存在零散封裝、環境無法有效控制等情況，因此，軍工單位塑封器件應按潮濕最高的敏感等級對待。

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　　設計選用控制

　　塑封器件受到過電應力作用及熱應力作用導致器件損壞是塑封器件失效的主要原因之一。因此，軍代表應督促承制單位建立設計人員常訓機制，提高設計人員對塑封器件的使用能力。

　　首先，設計人員應了解器件抗過電應力的能力，在進行設計時盡量留足裕度，并且在敏感的部位設計具有保護作用的電路結構。

　　其次，塑封器件由塑料等塑脂類聚合物材料封裝而成，器件封裝后，金絲球被塑封材料緊固包裹，由于芯片與塑封材料熱膨脹系數差別較大，器件在經歷溫度沖擊等試驗時，鍵合點部位應力集中，造成金絲球受到熱應力作用。因此，塑封材料與芯片的熱膨脹系數的匹配程度直接影響其抗低溫以及溫度沖擊的能力。若熱膨脹系統差異較大，將直接導致塑封器件分層或開裂，這就要求設計人員在選用塑封器件時，除了抗過電應力能力外，還應重點關注產品本身的溫度試驗條件，以及所選擇的塑封器件的溫度范圍及其匹配性。

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　　工藝組裝控制

　　承制單位應制定工藝組裝操作流程圖，教育工人嚴格按照流程圖進行操作。應該強調的是，在工藝組裝過程中，開封取用塑封器件時，應觀察塑封器件包裝內的濕度指示卡，若開封前發現濕度指示卡指示的濕度在30%以下，說明塑封器件是干燥的，可以使用;若在30%以上或未在規定時間內使用完以及使用超期貯存的塑封器件時，在工藝裝配前，必須進行烘干處理。烘干的溫度及時間與廠家采用的塑封材料密切相關，需根據使用說明書要求而定，烘焙溫度越低，烘焙時間越長;烘焙溫度越高，烘焙時間越短，但烘焙溫度不宜過高，若烘焙溫度過高，可能直接導致內部潮氣氣化而分層。

　　另外，塑封器件在組裝焊接過程中，由于溫度急劇升高(如回流焊時峰值溫度高達260℃)，水汽蒸發將導致分層部位壓力變大，可能引起內部裂紋、鍵合脫鍵斷裂，嚴重時會引起外部裂開。因此，在工藝加工過程中，對塑封電路的使用應注意控制工藝參數，選擇符合要求的溫度范圍和變化率，防止器件內部分層。塑封器件裝機后，仍需加強防護，避免器件吸附潮氣等可能影響塑封器件的事件。

　　小結

　　針對塑封器件失效機理及目前的市場現狀，考慮到軍工單位市場采購品種多、數量少等特點，軍廠雙方應通過對塑封器件市場采購渠道的控制與清理、入廠檢驗方法的研究以及辨識能力的提升、貯存環境的有效控制、設計選用控制以及工藝參數合理設置，有效保證塑封器件的產品質量。

　　作者：胡劍書 陳之光

　　來源：網絡