严军政

【摘 要】 随着电子产品行业的飞速发展，对元器件的储贮存可靠性提出了越来越高的要求，元器件的贮存已经从原来的装机前的贮存逐步发展到更广义的元器件非工作状态或低功耗状态工作模式，在现代电子产品中，非工作状态或低功耗状态非常普遍，大到武器系统如导弹的引信及弹载计算机，小到大众生活中如汽车安全气囊，空调待机系统等。本文对电子元器件的贮存可靠性进行了探讨，并就元器件的贮存失效模式、影响贮存期的因素以及存期确定的原则进行了阐述。

【关键词】 贮存可靠性 贮存期 有效贮存期

【Abstract】 With the rapid development of electronics industry， the demands of storage reliability of components become higher and higher . The storage of components has been gradually developed from the original storage before installation to the more generalized storage of components that are in inactive state or low power comsumption state. Among modern electronic products which are as big as weapons systems like missile fuse and onboard computer or are as small as objects of everyday life like automotive airbags and air-conditioning system，etc，inactive state or low power consumption state is very common. In this paper， storage reliability of electronic components are discussed，and the storage failure mode of components， the factors which affect the storage period and the principles that decide the storage term are expounded.

【Key words】 Storage reliability Storaging term Valid storaging term

现代化武器装备是军队现代化建设的重要物质基础，武器装备的优劣，直接影响到武器装备建设以及部队战斗力的形成，甚至关系到战争的胜负与国家民族的安危。高技术性和高可靠性是现代化武器装备的两个重要支柱，对于武器装备来说，高可靠性比高技术性更重要。电子元器件是整机和系统最基本的组成部分，它的可靠性直接关系到整机或系统的最终可靠性。它们在实际使用过程中总要处于一定的应用环境下，包括工作环境和非工作环境，如贮存环境，安装环境或在整机中休眠的环境等。

非工作状态是指电子元器件在非工作状态下或电子器件承受低水准工作应力下，不起规定功能作用的状态。贮存是广义非工作状态中最基本的类型，元器件的贮存可靠性是指元器件在规定的贮存条件下和规定的贮存时间内，维持元器件规定功能的能力。依据目前国际形势和电子设备系统应用的需求，电子设备必须适应长期贮存、随时可用和能用的特点，因此迫切需要元器件能够满足最少贮存寿命。尤其对于长期贮存、一次性使用的电子设备系统，元器件的贮存可靠性更是非常重要。

1 贮存失效模式分析

长期贮存试验和延寿试验对失效品的分析表明，失效的主要原因是由于水汽影响，其次是芯片、引线脱落。归纳国内外元器件常见贮存失效模式及失效原因，分别如表1和表2所示。对比统计分析结果，国内外电子元器件贮存失效均包括内部结构失效与封装、键合有关的外部结构失效。内部结构失效与温度和其它环境应力、芯片缺陷、工艺缺陷、芯片复杂度等有关，外部结构失效在贮存失效中占主要部分，包括封装漏气失效、引线焊接失效、外引线腐蚀断裂等，是由于元器件在贮存温度、湿度等环境应力的作用下，其潜在的外壳、封装工艺缺陷而导致的失效。

因此，元器件自身制造过程中带来的污染及材料缺陷、工艺不足是影响其贮存寿命的主要因素。凡含有较严重缺陷的元器件都不能满足系统长期贮存的要求，缺陷少的元器件，只要正确使用，就能满足系统十几年甚至是二十几年的长期贮存要求，提高元器件贮存可靠性的重点在于改善其固有可靠性。

2 影响贮存期的几个因素

影响元器件贮存期主要与元器件的贮存环境、元器件的质量等级、元器件的复杂程度以及元器件的特殊要求等有关，下面分别陈述：

2.1 贮存环境

大多数元器件应贮存在通风、清洁、无腐蚀性气体并且环境温度及湿度可控的场所，对于特殊的元器件，还应满足特殊的贮存环境要求。例如，对于静电敏感器件（如MOS器件、微波器件等），应采取防静电措施存放。非密封片状元器件应存放在充有惰性气体的密封容器内，或存放在采取有效防氧化措施的密封容器内，对于微电机等机电元件还应保持油封等。

贮存环境主要是指元器件对温度及湿度的要求，温度及湿度可导致元器件外部如锈蚀以及内部的参数漂移等失效，是贮存期元器件失效的主要因素。

2.2 元器件的质量等级

不同的元器件质量等级，其在材料选用、制造工艺、检验等环节对质量的控制严格程度不同，会导致元器件的失效率有较大的差别，同样的存贮环境，高质量等级的元器件比低质量等级的元器件失效的概率要小的多。通过统计发现，原器件的内部失效主要与芯片缺陷及工艺制造缺陷有关。

2.3 元器件的复杂度

越复杂的元器件，其基本失效率越高，相同贮存环境下，其失效的概率也越高。因此，元器件的复杂度也是影响元器件贮存期的因素之一。

2.4 装机对象

针对整机产品重要程度以及元器件在整机产品中的不同部位不同，其对元器件装机前的可靠度要求是不同的，重点工程的整机或一般工程重要部位的元器件，其有效贮存期要求要高一些，而一般工程产品或一般部位的元器件，其贮存期相对要求可低一些。

3 元器件贮存期的确定

元器件的基本有效贮存期与元器件的品种、材料、质量等级、结构及贮存环境有关，基本有效贮存期是未考虑元器件质量等级的有效贮存期。元器件的有效贮存期是指在规定的贮存环境条件下存放，装机前其质量能满足要求的期限。也就是说，元器件的贮存期是否合理，关键是看其在装机前是否满足使用要求。

一种元器件究竟应该存贮多长时间，目前并没有一个比较成熟的贮存期的失效模型，不同的行业可根据自己的行业特点以及元器件的使用环境及装配对象，制定适合自己行业的元器件贮存期及复验规范，如航天产品就有QJ2227A-2005《航天元器件有效贮存期和超期复验要求》以及宇航部门制定了GJB/Z123-99《宇航用电子元器件有效贮存期及超期复验指南》。制定元器件的贮存期主要考虑以下因素。

3.1 贮存环境

贮存环境是影响元器件贮存质量的主要因素，不同的贮存环境应制定不同的元器件贮存期。通常将元器件的通用贮存环境根据温度湿度不同，分为几类。如航天产品和宇航产品将通用元器件的贮存环境分为三类，如表3、表4所示。

3.2 元器件种类

不同类型的元器件，其工作原理、工艺结构等相差非常大，基本失效率相差也是非常大的，因此，应根据元器件不同的种类，制定不同的元器件贮存期。

3.3 质量等级

不同的质量等级，其失效率不同，高质量等级的元器件比低质量等级的元器件失效率低很多，高质量等级的元器件应该较低质量等级元器件有更长的贮存期。如宇航产品对于器件的不同的质量等级，给出了不同的有效贮存期调整系数，如表5所示。

3.4 元器件的复杂度

结构越复杂的元器件，其失效率越高，贮存期相对应短一些，结构越简单的元器件，失效率越低，贮存期相对应长一些。

3.5 装机对象

不同的装机对象对产品的质量要求不同，对于那些关键部位或关键产品的元器件，元器件的有效贮存期要适当短些，而对于那些非关键部位或一般产品，元器件的有效贮存期可适当长些。如航天产品根据元器件质量及装机使用级别，给出的有效贮存期不同的调整系数如表6所示。

3.6 质量成本

超过贮存期的元器件，为保证产品的装机质量，往往要进行元器件的复验、引出端强度试验、可焊性试验及DPA分析等。这会产生较大的质量成本，因此，元器件的有效贮存期并不是越短越好，而是要根据元器件的贮存环境、器件质量、装机环境、器件复杂程度及质量成本，制定一个合适的期限。

4 结语

元器件贮存期正在由原来的狭义的装机前的贮存期发展为非工作状态下的广义贮存期的概念，在当今电子产品中，对非工作状态下的元器件的贮存可靠性要求越来越高，可喜的是，现在研究贮存可靠性的机构及文献也越来越多，我们期待早日出现能符合元器件贮存的可靠性模型早日出现，能使元器件贮存可靠性的评价更为科学更为合理，从而对元器件贮存期的制定找出可信的依据。

参考文献：

[1]杨丹，恩云飞，黄云.《电子元器件贮存可靠性及评价技术》.（信息产业部第五研究所）.

[2]余振醒，管长才.《航天元器件有效贮存期和超期复验要求》.（中国航天标准化研究所）.

[3]余振醒.《军用元器件使用质量保证指南》.航空工业出版社.

2.3 元器件的复杂度

越复杂的元器件，其基本失效率越高，相同贮存环境下，其失效的概率也越高。因此，元器件的复杂度也是影响元器件贮存期的因素之一。

2.4 装机对象

针对整机产品重要程度以及元器件在整机产品中的不同部位不同，其对元器件装机前的可靠度要求是不同的，重点工程的整机或一般工程重要部位的元器件，其有效贮存期要求要高一些，而一般工程产品或一般部位的元器件，其贮存期相对要求可低一些。

3 元器件贮存期的确定

元器件的基本有效贮存期与元器件的品种、材料、质量等级、结构及贮存环境有关，基本有效贮存期是未考虑元器件质量等级的有效贮存期。元器件的有效贮存期是指在规定的贮存环境条件下存放，装机前其质量能满足要求的期限。也就是说，元器件的贮存期是否合理，关键是看其在装机前是否满足使用要求。

一种元器件究竟应该存贮多长时间，目前并没有一个比较成熟的贮存期的失效模型，不同的行业可根据自己的行业特点以及元器件的使用环境及装配对象，制定适合自己行业的元器件贮存期及复验规范，如航天产品就有QJ2227A-2005《航天元器件有效贮存期和超期复验要求》以及宇航部门制定了GJB/Z123-99《宇航用电子元器件有效贮存期及超期复验指南》。制定元器件的贮存期主要考虑以下因素。

3.1 贮存环境

贮存环境是影响元器件贮存质量的主要因素，不同的贮存环境应制定不同的元器件贮存期。通常将元器件的通用贮存环境根据温度湿度不同，分为几类。如航天产品和宇航产品将通用元器件的贮存环境分为三类，如表3、表4所示。

3.2 元器件种类

不同类型的元器件，其工作原理、工艺结构等相差非常大，基本失效率相差也是非常大的，因此，应根据元器件不同的种类，制定不同的元器件贮存期。

3.3 质量等级

不同的质量等级，其失效率不同，高质量等级的元器件比低质量等级的元器件失效率低很多，高质量等级的元器件应该较低质量等级元器件有更长的贮存期。如宇航产品对于器件的不同的质量等级，给出了不同的有效贮存期调整系数，如表5所示。

3.4 元器件的复杂度

结构越复杂的元器件，其失效率越高，贮存期相对应短一些，结构越简单的元器件，失效率越低，贮存期相对应长一些。

3.5 装机对象

不同的装机对象对产品的质量要求不同，对于那些关键部位或关键产品的元器件，元器件的有效贮存期要适当短些，而对于那些非关键部位或一般产品，元器件的有效贮存期可适当长些。如航天产品根据元器件质量及装机使用级别，给出的有效贮存期不同的调整系数如表6所示。

3.6 质量成本

超过贮存期的元器件，为保证产品的装机质量，往往要进行元器件的复验、引出端强度试验、可焊性试验及DPA分析等。这会产生较大的质量成本，因此，元器件的有效贮存期并不是越短越好，而是要根据元器件的贮存环境、器件质量、装机环境、器件复杂程度及质量成本，制定一个合适的期限。

4 结语

元器件贮存期正在由原来的狭义的装机前的贮存期发展为非工作状态下的广义贮存期的概念，在当今电子产品中，对非工作状态下的元器件的贮存可靠性要求越来越高，可喜的是，现在研究贮存可靠性的机构及文献也越来越多，我们期待早日出现能符合元器件贮存的可靠性模型早日出现，能使元器件贮存可靠性的评价更为科学更为合理，从而对元器件贮存期的制定找出可信的依据。

参考文献：

[1]杨丹，恩云飞，黄云.《电子元器件贮存可靠性及评价技术》.（信息产业部第五研究所）.

[2]余振醒，管长才.《航天元器件有效贮存期和超期复验要求》.（中国航天标准化研究所）.

[3]余振醒.《军用元器件使用质量保证指南》.航空工业出版社.

2.3 元器件的复杂度

越复杂的元器件，其基本失效率越高，相同贮存环境下，其失效的概率也越高。因此，元器件的复杂度也是影响元器件贮存期的因素之一。

2.4 装机对象

针对整机产品重要程度以及元器件在整机产品中的不同部位不同，其对元器件装机前的可靠度要求是不同的，重点工程的整机或一般工程重要部位的元器件，其有效贮存期要求要高一些，而一般工程产品或一般部位的元器件，其贮存期相对要求可低一些。

3 元器件贮存期的确定

元器件的基本有效贮存期与元器件的品种、材料、质量等级、结构及贮存环境有关，基本有效贮存期是未考虑元器件质量等级的有效贮存期。元器件的有效贮存期是指在规定的贮存环境条件下存放，装机前其质量能满足要求的期限。也就是说，元器件的贮存期是否合理，关键是看其在装机前是否满足使用要求。

一种元器件究竟应该存贮多长时间，目前并没有一个比较成熟的贮存期的失效模型，不同的行业可根据自己的行业特点以及元器件的使用环境及装配对象，制定适合自己行业的元器件贮存期及复验规范，如航天产品就有QJ2227A-2005《航天元器件有效贮存期和超期复验要求》以及宇航部门制定了GJB/Z123-99《宇航用电子元器件有效贮存期及超期复验指南》。制定元器件的贮存期主要考虑以下因素。

3.1 贮存环境

贮存环境是影响元器件贮存质量的主要因素，不同的贮存环境应制定不同的元器件贮存期。通常将元器件的通用贮存环境根据温度湿度不同，分为几类。如航天产品和宇航产品将通用元器件的贮存环境分为三类，如表3、表4所示。

3.2 元器件种类

不同类型的元器件，其工作原理、工艺结构等相差非常大，基本失效率相差也是非常大的，因此，应根据元器件不同的种类，制定不同的元器件贮存期。

3.3 质量等级

不同的质量等级，其失效率不同，高质量等级的元器件比低质量等级的元器件失效率低很多，高质量等级的元器件应该较低质量等级元器件有更长的贮存期。如宇航产品对于器件的不同的质量等级，给出了不同的有效贮存期调整系数，如表5所示。

3.4 元器件的复杂度

结构越复杂的元器件，其失效率越高，贮存期相对应短一些，结构越简单的元器件，失效率越低，贮存期相对应长一些。

3.5 装机对象

不同的装机对象对产品的质量要求不同，对于那些关键部位或关键产品的元器件，元器件的有效贮存期要适当短些，而对于那些非关键部位或一般产品，元器件的有效贮存期可适当长些。如航天产品根据元器件质量及装机使用级别，给出的有效贮存期不同的调整系数如表6所示。

3.6 质量成本

超过贮存期的元器件，为保证产品的装机质量，往往要进行元器件的复验、引出端强度试验、可焊性试验及DPA分析等。这会产生较大的质量成本，因此，元器件的有效贮存期并不是越短越好，而是要根据元器件的贮存环境、器件质量、装机环境、器件复杂程度及质量成本，制定一个合适的期限。

4 结语

元器件贮存期正在由原来的狭义的装机前的贮存期发展为非工作状态下的广义贮存期的概念，在当今电子产品中，对非工作状态下的元器件的贮存可靠性要求越来越高，可喜的是，现在研究贮存可靠性的机构及文献也越来越多，我们期待早日出现能符合元器件贮存的可靠性模型早日出现，能使元器件贮存可靠性的评价更为科学更为合理，从而对元器件贮存期的制定找出可信的依据。

参考文献：

[1]杨丹，恩云飞，黄云.《电子元器件贮存可靠性及评价技术》.（信息产业部第五研究所）.

[2]余振醒，管长才.《航天元器件有效贮存期和超期复验要求》.（中国航天标准化研究所）.

[3]余振醒.《军用元器件使用质量保证指南》.航空工业出版社.