电子元器件超期复验该怎么做?

生产过程中碰到元器件停产,怎么办?彻底更改成货源充足的元器件是常用的方法,也可以通过器材代用临时处理。如果找不到可以替代的元器件呢,就剩下元器件的超期复验一条路了。最近学习了GJB/Z 123-99《宇航用电子元器件有效贮存期及超期复验指南》、QJ 2227A-2005《航天元器件有效贮存期和超期复验要求》两份标准,把内容梳理一下,与各位朋友分享。

一、标准和术语

GJB/Z123-99《宇航用电子元器件有效贮存期及超期复验指南》是指南性标准(非强制性标准),规定了宇航用电子元器件在规定的环境条件下贮存的期限,以及超过期限时装机前应通过的检验内容;适用于宇航用国产元器件,非宇航用或进口元器件可参照使用,不适用于已装在整机上的元器件。

QJ2227A-2005《航天元器件有效贮存期和超期复验要求》是强制性标准,规定了航天产品用电气、电子和机电元器件在规定的环境条件下贮存的期限,以及超过期限时装机(专指航天产品的正(试)样)前应通过的检验方法和条件;适用于国产元器件,未列入标准的国产元器件可参照使用,并在附录A中规定了进口元器件有效贮存期及超期复验要求。

这两个标准都是针对国产元器件的,对于进口或未列入标准的元器件可参照执行,为元器件的超期复验提供一种参考思路,两者在内容方面上差异不大,下文同时结合两项标准的内容,不作严格区分,先看术语。

贮存期(storage term):元器件从生产完成并检验合格后至装机前在一定的环境条件下存放的时间。

有效贮存期(valid storage term):一定质量等级的元器件在规定的贮存环境条件下存放,其批质量能满足要求的期限。有效贮存期和寿命有关系,但不是一个概念,比如可变电容器的有效贮存期是24个月,其寿命为5000次。

超期复验(reinspection for exceeded valid storage term):超过有效贮存期的元器件,在装机前应进行的一系列检验。超期指的是超过有效贮存期,不是指超过元器件的使用寿命。

二、贮存条件和通用要求

1)贮存条件

元器件必须贮存在清洁、通风、无腐蚀性气体并有温度和相对湿度指示仪器的场所,不同的贮存环境条件对元器件的有效贮存期有直接影响。

表1  贮存环境条件的分类


对于某些元器件的贮存应满足其特殊要求,比如对静电放电敏感的元器件(MOS器件、微波器件等),应按GJB 1649《电子产品防静电放电控制大纲》的规定采取静电放电防护措施;对磁场敏感但本身无磁屏蔽的元件,应存放在具有磁屏蔽作用的容器内;微电机等机电元件的油封及单元包装应保持完整等。

2)超期复验的分类

元器件的超期复验按超过有效贮存期的时间分为A、B、C三类:

a)贮存期已超过有效贮存期,但未超过1.3倍的为A类;

b)贮存期已超过有效贮存期1.3倍,但未超过1.7倍的为B类;

c)贮存期已超过有效贮存期1.7倍,但未超过2.0倍的为C类。

除非另有规定,超过有效贮存期2.0倍的元器件不得进行超期复验;对于已通过了A、B类超期复验,而且其总贮存期未超过有效贮存期2.0倍的元器件,允许按C类进行第二次超期复验;已经过C类超期复验的元器件,不得再次进行超期复验。

3)通用要求

通常情况下,贮存期超过有效贮存期的元器件必须按相关技术文件规定进行复验,通过复验的元器件,才能作为合格品装机使用。复验一般采用复验批的形式进行,凡在相同类别的贮存环境条件下存放的元器件,当其型号、结构、额定值和电特性以及生产单位相同、贮存起始日期以及预定装机日期相近的元器件,构成同一复验批。

在复验过程中发现致命缺陷或严重缺陷的元器件,应进行失效分析,如果分析结果表明缺陷为批次性,则同一生产批的元器件不得用于型号产品上。复验合格的元器件应继续在规定的环境条件下存放,复验不合格的元器件应严格隔离。

复验后承担复验任务的单位应向委托单位提供复验报告,对复验做出结论,对复验合格的元器件应开具复验合格证,作为允许装机的凭证。

三、贮存期和有效贮存期

1)贮存期的计算

贮存期是元器件的存放时间,起始日期按以下优先顺序决定,从贮存起始日期至预定装机日期之间的时间为元器件的贮存期:

a)元器件上打印的生产日期(或星期)代码(号),凡仅有年月而无日期的均按该月15日计算(如果为星期代号,则按星期四的日期计算);

b)按产品合格证上的检验日期计算;

c)按包装容器上的包装日期提前一个月计算;

d)按元器件到货日期提前两个月计算。

2)有效贮存期的计算

有效贮存期是保持质量等级的期限,按tVS= CSQ×tBVS公式计算,其中tVS表示元器件的有效贮存期,CSQ表示元器件贮存质量系数,tBVS表示元器件基本有效贮存期(一般按月计),采用该公式计算的元器件有效贮存期仅供超期复验使用,不能取代元器件产品规范中规定的允许贮存期,也不表明用户对元器件有效贮存期的要求。

元器件的基本有效贮存期(与有效贮存期不同)与元器件的材料、结构和贮存的环境条件有关,在GJB/Z 123、QJ 2227标准中分别规定了不同元器件的基本有效贮存期(示例见表2),各类元器件的有效贮存期详见两项标准,此处不再赘述。

表2 机电元件和其他元件的基本有效贮存期

元器件的贮存质量系数主要与元器件的质量等级及相应的质量保证要求相关,表3给出了元器件的贮存质量系数说明。

表3 元器件的贮存质量系数


计算示例:电连接器在I类环境条件中,基本有效贮存期为36个月,按照Q1的质量等级及相应质量保证要求进行控制,则其有效贮存期为36 ×1.5 = 54个月。

四、超期复验的要求

元器件的超期复验需按照超过有效贮存期的时间长短不同需要进行不同的复验项目,可分为A、B、C三类超期复验。

1)A类超期复验

A类超期复验时元器件贮存期超过有效贮存期的时间不长,重点检查对元器件的外观、电性能以及密封情况。

a)外观质量检查

【抽样方案】:电线(含漆包线)及成盘的电缆应在起始端截去0.1m后,再抽样10+10m作为样本进行检查,非成盘电缆或长度不超过10m的电缆可抽取长度10%作为样本进行检查;其它元器件全部检查。

【检查方法及批不合格判据】:用3-10倍放大镜或显微镜对元器件进行外观检查,元器件引出端断裂或外壳脱落为致命缺陷,引出端锈蚀或表面损伤为严重缺陷,表面镀涂层脱落、起泡或标志模糊不清但不影响使用为轻缺陷;有这三种缺陷的元器件均为不合格品,应予剔除。如果不合格元器件的比例超过5%,或致命缺陷和严重缺陷元器件的比例超过2%,则整批元器件不得用于型号产品。电线、电缆的外绝缘层或屏蔽层如果有老化变质或锈蚀等情况,应解剖分析,分析结果不合格则整盘电线、电缆不得用于型号产品上,漆包线如果有漆皮脱落或粘附力不强等缺陷,整盘漆包线不得用于型号产品上。

b)电特性测试

【抽样方案】:电线(含漆包线)及成盘的电缆应在起始端截去0.1m后,再抽样10+10m作为样本进行检查,非成盘电缆或长度不超过10m的电缆可抽取长度10%作为样本进行检查;其它元器件全部检查。

【测试方法及批不合格判据】:对入库时已进行过电特性测试的元器件,应按入库测试的方法进行相同参数的测试;对入库时未进行电特性测试的元器件,应按元器件相应的详细规范或数据手册测量功能和主要参数。元器件丧失规定的功能为致命缺陷,参数不符合技术规范的要求为非致命缺陷,有这两种缺陷的元器件均为不合格品,应予剔除。如果不合格元器件的比例超过10%,或致命缺陷和严重缺陷元器件的比例超过3%,则整批元器件不得用于型号产品。电线(含漆包线)、电缆样本的电特性测试不合格,则整盘电线(含漆包线)、电缆不得用于型号产品上。

c)密封性检查

【抽样方案】:对密封元器件应百分之百作密封性检查。

【测试方法及批不合格判据】:半导体分立器件按GJB 128A《半导体分立器件试验方法》方法1071、半导体集成电路按GJB 548A《微电子器件试验方法和程序》方法1014A、元件按GJB 360A《电子及电气元件试验方法》方法112进行密封性检查;除非另有规定,对于液体钽电容器可用PH试纸进行检查,不要求进行真空检漏。对入库时已进行过密封性检查的元器件,复验粗检漏不合格品超过5%或总不合格品超过10%时,则整批不得用于型号产品上;对入库时未进行过密封性检查的元器件,复验粗检漏不合格品超过10%或总不合格品超过20%时,则整批不得用于型号产品上。

通过以上A类超期复验的元器件批,剔除不合格品后,其余元器件可作为合格品用于型号产品上。

2)B类超期复验

B类超期复验时元器件贮存期超过有效贮存期的时间较长,除按A类超期复验的要求进行复验,还要在高低温下测试电特性,增加烘箱老化及低温弯曲试验、引出端可焊性检查等工作。

a)电特性测试

电线(含漆包线)、电缆应增加直流电阻的测试。

适用时各类元器件还应在高、低温下测试电特性,对于入库验收已进行高、低温测试的元器件,如果高、低温测试不合格品的比例超过10%;入库验收未进行高、低温测试的元器件,如果高、低温测试不合格品的比例超过20%,则整批不能用于型号产品上。

b)烘箱老化及低温弯曲试验

对电线(含漆包线)、电缆应参照GJB 17.6《航空电线电缆试验方法 烘箱老化试验》和GJB 17.21《航空电线电缆试验方法低温弯曲试验》的规定,分别进行烘箱老化试验和低温弯曲试验,不合格者整盘不能用于型号产品上。

c)引出端可焊性检查

对于大、小功率分立器件,按GJB 128A《半导体分立器件试验方法》方法2026开展可焊性检查;对于集成电路按GJB 548A《微电子器件试验方法和程序》方法2003A开展可焊性检查;对于电阻器等元件按GJB 360A《电子及电气元件试验方法》方法208开展可焊性检查,具体的检验方式、试验条件、样本大小、合格判定数详见GJB/Z 123,此处不再赘述。

通过以上B类超期复验的元器件批,剔除不合格品后,其余元器件可作为合格品用于型号产品上。

3)C类超期复验

C类超期复验时元器件贮存期超过有效贮存期的时间最长,除按B类超期复验的要求进行复验,还要增加引出端强度试验、破坏性物理分析(DPA)等工作。

a)引出端强度试验

引出端强度试验允许采用同批电特性不合格的器件作为样本,对于大、小功率分立器件,按GJB 128A《半导体分立器件试验方法》方法2036开展可焊性检查;对于集成电路按GJB 548A《微电子器件试验方法和程序》方法2003A开展可焊性检查;对于电阻器等元件按GJB 360A《电子及电气元件试验方法》方法211开展可焊性检查,具体的检验方式、试验条件、样本大小、合格判定数详见GJB/Z 123,此处不再赘述。

b)破坏性物理分析(DPA)

半导体器件、液体钽电容器、密封继电器、金属壳封装的石英谐振器和振荡器、电线(含漆包线)进行C类复验时,必须抽样作破坏性物理分析(DPA),若无其他规定,对其他元器件一般不要求DPA,DPA可用电特性不合格的元器件作为样本,抽样方案及合格判定数详见GJB/Z 123,此处不再赘述。

元器件DPA方法按GJB 4027《军用电子元器件破坏性物理分析方法》规定,也可按更严格和合理的方法进行DPA试验。对于半导体器材(分立器件及集成电路)、密封电磁继电器、石英谐振器、振荡器进行内部目检时,如果发现腐蚀等批次性失效模式,则整批不得用于型号产品上;对于非固体钽电容器进行内部目检时,当发现内壁有腐蚀孔或普遍腐蚀的现象,其深度达到外壳厚度的四分之一以上时,则整批不得用于型号产品上;对于有绝缘体或屏蔽套的电线、电缆,发现绝缘层或导体有腐蚀或生锈现象,整盘电线、电缆不得用于型号产品;在漆包线样品的中间部位用手弯折90°,往返5次,如果发现漆皮起泡、脱落或导体锈蚀等缺陷,则整盘漆包线不得用于型号产品;电线、电缆纤芯发现有氧化情况则整盘不得用于型号产品。

通过以上C类超期复验的元器件批,剔除不合格品后,其余元器件可作为合格品用于型号产品上。

五、继续有效期

超过有效贮存期的元器件,经超期复验合格后,在不低于原贮存环境条件下存放,元器件的继续有效期(表4给出了示例)详见GJB/Z 123、QJ2227的规定,超期复验合格的元器件超过了继续有效期,不得用于型号产品上。


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