電子元器件的工藝選型

一、電子元器件工藝選型目的

電子元器件是電子產品的基礎部件，是電子產品能夠完成預定功能且不能再分割的電路基本單元。由於電子元器件的數量、品種眾多，因此它們的性能、可靠性等參數對整個電子產品的系統性能、可靠性、壽命周期等技術指標的影響極大。

國內外失效分析資料表明，有近一半的元器件失效並非由於元器件的固有可靠性不高，而是由使用者對元器件的選擇不當或使用有誤造成的。因此，為了保證電子產品的可靠性，必須對電子元器件的選擇和應用加以嚴格控制。正確、有效地選擇和使用電子元器件是提高電子產品可靠性的一項重要工作。

在電子元器件的選擇過程中，除基本的電氣參數應滿足電路設計要求外，元器件的組裝特性也會直接影響電子產品（以下簡稱產品）組裝的工藝性。因此，設計人員選用元器件時，除電氣參數外，還應考慮元器件的安裝形式、引線的可焊性、元器件的耐熱能力、表面鍍層的耐清洗能力及元器件的可獲得性、經濟性等要素，這些選用要素通常稱為工藝性要素。

電子元器件工藝選型目的就是：從電子元器件工藝性要素角度出發，對元器件進行選擇，確保所選用的元器件滿足所採用的工藝製程，避免DFM問題或質量問題的出現。

二、電子元器件工藝選型原則

電子元器件選型應考慮的要素很多，其中工藝性要素包括元器件包裝、元器件外觀、引腳鍍層、組裝工藝、可焊性及耐熱性等。

工藝選型時一般應遵循以下原則。

（1）基本原則

① 普遍性原則：所選的元器件應是被廣泛使用驗證過的，儘量少使用冷門、偏門元器件，減小開發風險。

② 高性價比原則：在功能、性能、使用率都相近的情況下，儘量選擇價格比較低的元器件，降低成本。

③ 採購方便原則：儘量選擇容易買到、供貨周期短的元器件。

④ 持續發展原則：儘量選擇在可預見的時間內不會停產的元器件，禁止選用停產的元器件，優選生命周期處於成長期、成熟期的元器件。

⑤ 可替代原則：儘量選擇功能和引腳兼容晶片品牌比較多的元器件。

⑥ 向上兼容原則：儘量選擇以前老產品用過的元器件。

⑦ 資源節約原則：儘量充分利用元器件的全部功能和引腳。

⑧ 降額設計原則：對於需要降額設計的元器件，儘量進行降額選型，參考標準參見GJB/Z 35—1993《元器件降額準則》。

⑨ 歸一化原則：在不影響功能、可靠性的前提下，儘量壓縮元器件的品種和供應商。

（2）便於生產原則

① 在滿足產品功能和性能的條件下，儘量選擇表面貼裝型元器件，儘量選擇間距寬和封裝複雜度低的型號，以降低生產難度，提高生產效率。

② 優先選用密封真空包裝的型號，MSL（潮溼敏感度等級）大於2級（含）的，必須使用密封真空包裝。

③ 優先選用卷帶包裝、託盤包裝的型號。如果是潮溼敏感等級為二級或以上的元器件，則要求盤狀塑料編帶包裝，盤狀塑料編帶必須能夠承受125℃的高溫。

④ 使用的材料要求滿足抗靜電、阻燃、防鏽蝕、抗氧化等要求。

（3）可靠性原則

① 優選質量穩定、可靠性高的標準元器件，不允許選用已淘汰和禁用的元器件。未經設計定型的元器件不能在可靠性要求高的軍工產品中正式使用。

② 對於航天產品，應儘可能選用製造工藝成熟的元器件，當採用新品元器件時，應按規定在系列型譜或軍用電子元器件新品指南範圍中選擇。

③ 新品元器件必須經過設計定型，方能用於航天型號試（正）樣（S或Z）階段的產品上。對於新選用的新品元器件，在籤訂技術協議時，要做好技術交底，注意選擇新品研製執行的總規範、明確相關的質量及可靠性要求。

④ 航天產品中，禁止使用材料及工藝存在固有缺陷的元器件，如鍺半導體器件、塑料半導體器件、點接觸二極體、半密封液體鉭電容器、0.5W（含0.5W）以下的空芯RJ電阻器等。在彈（箭）上、星上儘量減少鋁電解電容器等特殊結構的元器件。

⑤ 元器件的質量等級包括質量保證等級和失效等級。選型時應根據整機的可靠性要求和元器件保證大綱要求，選擇元器件的質量保證等級，在保證整機可靠性的前提下，同時滿足整機經濟性的要求。

⑥ 對於某些繼承和凍結技術狀態的軍工及航天產品，不能由於凍結技術狀態而長期使用技術落後、質量保證等級低甚至存在可靠性隱患的元器件。應在充分驗證的前提下，積極選用技術先進、高可靠的元器件替代技術落後、質量保證等級低的元器件。

三、電子元器件工藝選型要求

目前，普遍使用的電子元器件從結構上可以分為有引線電子元器件和無引線電子元器件兩種，安裝方式多為表面。貼裝、通孔插裝、壓接安裝、螺紋連接和膠接。選用元器件時，應結合產品的結構特點，綜合考慮元器件的裝聯方式、布局密度、組裝廠的工藝和設備、元器件的可測試性、可更換性、可獲得性、電磁兼容性等。此外，元器件本身的封裝特點，包括引線間距、引線可焊性、耐受溫度和壓力的能力等也是工藝選型時應當注意的因素。

3.1尺寸要求

元器件的尺寸要求與所選用的安裝方式和工藝能力有關，同樣的元器件尺寸，在不同安裝方式與工藝能力下的可接受標準可能差距很大。

元器件尺寸的工藝選型要求主要包括以下幾個方面。

（1）設備能力對尺寸的要求

應儘量考慮選用與組裝廠的工藝和設備相適應的元器件。

（2）尺寸的公差要求

元器件必須在規格書中註明引腳中心距、引腳直徑（包括方形引腳的倒角直徑）、封裝體外形等尺寸的公差並符合標準要求。

（3）共面度的尺寸要求

元器件焊接面（焊盤/引腳/錫珠）的共面度要求如表1所示。

表1 元器件焊接面（焊盤/引腳/錫珠）的共面度要求

註：無引線陶瓷晶片載體封裝（LCCC）共面度指的是底面和焊端的共面度。

表面貼裝連接器引腳形式是「Solder Ball」和「Solder Charge」時只可接受0.12mm的共面度。

對於採用焊料球或焊料柱作為引腳的柵格陣列元器件，根據其是否熔化，共面度要求略有不同，主要是因為焊接過程中，熔化的焊料球會發生沉降，在一定程度上可以彌補共面性缺陷。BGA共面度要求如表2所示。

表2 BGA共面度要求

（4）組裝工藝對尺寸的要求

元器件的尺寸精度、引線間距、與安裝孔/焊盤的匹配性對組裝工藝的影響很大，因此為提高產品的可製造性和焊接質量，應對元器件尺寸嚴格把控。

① SMT製程對元器件尺寸的要求：目前貼片機的工藝能力，原則上基本可以滿足01005級別元器件焊接，但實際選用時，還應考慮良品率的限制。

對於元器件的引腳間距選擇，SMT製程元器件選用工藝要求建議參照表3執行。

表3 SMT製程元器件選用工藝要求

② 手工焊接工藝對元器件尺寸的要求：手工焊接相比設備焊接，操作的一致性較差，對人的依賴較高，不同技術能力的操作者對元器件選用的可接受性差異也較大，應根據大多數人的平均能力情況進行考慮。

手工焊接元器件選用工藝要求如表4所示，該表給出了手工焊接中存在一些組裝問題，以及為解決這些問題而對元器件選型提出的特殊要求。

表4 手工焊接元器件選用工藝要求

3.2 可焊性鍍層要求

1．鍍層選型的目的

焊接，就是用加熱的方式使兩件金屬物體結合起來。如果在焊接的過程中需要熔入第三種物質，則稱為「釺焊」，所熔入的第三種物質稱為「焊料」。電子產品組裝中的「焊接」通常採用「軟釺焊」，即用錫、鉛等低熔點合金作為釺焊的焊料，因此俗稱「錫焊」。

從物理學的角度來看，焊接是一個「擴散」的過程，是一個在高溫下兩個或兩個以上物體表面分子相互滲透的過程。錫焊，就是讓熔化的焊料滲透到兩個被焊物體（如元器件引腳與印製電路板焊盤）的表面分子中，然後冷凝而使之結合。

從焊接機理可以看出，要獲得良好的焊接效果，需要具備以下五個基本條件。

① 被焊金屬材料必須具有可焊性；

② 被焊金屬表面應潔淨；

③ 正確選用助焊劑；

④ 正確選用焊料；

⑤ 控制好焊接溫度和時間。

在上述五個基本條件中，後四個條件可以通過優化工藝予以滿足，而可焊性作為金屬材料的固有屬性一經選定就被認為是不可改變的，因此，為獲得良好的焊接效果，在元器件選型時，要注意鍍層的選用。

可焊性在IPC標準中的定義是「金屬被焊料潤溼的能力」。而潤溼的廣義定義為：在基材上形成一層相對均勻、平滑、連續附著的焊料薄膜。這種潤溼是通過在規定的助焊劑和溫度條件下，測定熔融焊料在其上的實際潤溼面積和潤溼的最小時間來評估的。圖1為焊料在母材上潤溼情況示意圖，潤溼程度可以大致分為潤溼良好、部分潤溼和不潤溼三種情況，如圖1所示。

圖1 焊料在母材上潤溼情況示意圖

可焊性的評估主要看以下三個方面的內容。

① 熔融焊料對基體金屬的潤溼性；

② 焊料和基體金屬的結合性；

③ 結合部位的可靠性。

對可焊性的測試，國際上各大標準組織如IEC、IPC、DIN、JIS等推薦了各種方法，但是從試驗的重複性和結果的易於解讀性來衡量，潤溼平衡法（Wetting Balance）是目前公認的進行定性和定量分析的可焊性測試方法。

潤溼平衡法又叫表面張力法，是利用專用測量裝置將試件從一垂直安裝的高靈敏度的力學傳感器上懸吊下來，以規定的速度浸漬到規定溫度的熔融焊料槽中，當試件底部的焊端浸漬至規定的深度時，作用於試件上的浮力和表面張力在垂直方向上的合力即為潤溼力，使用該潤溼力與時間的關係來定量表徵試件的可焊性。潤溼平衡法測量裝置示意圖如圖2所示。

圖2 潤溼平衡法測量裝置示意圖

通過可焊性測試，可以定量地評估電子元器件鍍層的可焊性，大幅消除焊接缺陷，保證焊接可靠性，降低產品的返修率，提高生產效率、降低製造成本、提高產品質量。可見，對於元器件焊接而言，引腳的可焊性與焊接的可靠性之間有著密切的關係，只有選用具有良好可焊性鍍層引腳的元器件，才能在合適的焊料、助焊劑、焊接條件下獲得可靠的焊接。因此，對電子元器件的可焊性鍍層進行工藝選型十分必要。

2．電子元器件常用可焊性鍍層介紹

焊接過程是熔化的焊料和被焊接基體金屬結晶組織之間通過合金反應，將金屬和金屬結合在一起的過程。許多單金屬或合金均可以和SnPb、SnAgCu等發生冶金反應生成IMC，從理論上講，它們均可以作為元器件引腳的可焊性鍍層。

實際應用中，可焊性鍍層可分為以下三類。

① 可熔鍍層：焊接過程中，鍍層金屬熔化，如純Sn鍍層或SnPb、SnAgCu、SnCu、SnBi等Sn基鍍層等。

② 可溶鍍層：焊接過程中，鍍層金屬不熔化，但金屬鍍層可以溶解於焊料合金中，如Au、Ag、Cu、Pd等。

③ 不熔也不溶解鍍層：焊接過程中，鍍層既不熔化也不溶解於焊料中，如Ni、Fe、Sn-Ni等鍍層。

表5 電子元器件引腳常用的鍍層類型及特點

3．可焊性鍍層選用要求

（1）鍍層外觀要求

要求引腳表面鍍層外觀清潔，鍍層覆蓋均勻飽滿，無任何可見汙染物和鏽蝕、裂紋、露底、黑斑、針孔、劃痕、燒焦、剝落、變色等缺陷。

（2）鍍層的材料及厚度要求

元器件供應商應提供元器件引腳/端子表面鍍層說明和相關測試報告。

有鉛元器件鍍層要求如表6所示。

表6 有鉛元器件鍍層要求

註：Ag焊料一般不推薦使用，如果必須選用，則應採用真空包裝，且使用含銀焊料；AgPt在貼片電阻、電容元器件中禁止使用。

無鉛元器件鍍層要求如表7所示。

表7無鉛元器件鍍層要求

（3）可焊性要求

通孔插裝元器件，其引出端的可焊性應符合GB 2423.28和GB 2423.32要求。表面貼裝元器件的引線或電極的可焊性鍍層如果為SnPb合金，其鍍層厚度為5～7µm，鍍層中錫含量應在60%～63%，片式元器件電極表面上的缺陷面積應小於電極總面積的5%。

3.3 耐熱性能要求

1．溫度對電子元器件的影響

數據表明，電子元器件的故障率隨溫度的升高呈指數增加，而電子產品的工作性能和可靠性則與溫度的變化成反比。為了提高電子產品的可靠性，合理的熱設計是必不可少的。在合理的熱設計中，除散熱結構設計外，選用耐熱性能良好的電子元器件也是十分關鍵的。電子元器件的耐熱性能包括耐工作溫度和耐焊接溫度兩個方面。

① 溫度對真空元器件的影響。

過高的溫度對真空元器件玻璃殼和內部結構均有不良的影響。溫度過高會使玻璃殼因熱應力而損壞，同時也能使管內的氣體電離，電離後的離子將轟擊陰極，破壞其鍍層，導致發射率下降，加速老化，縮短其工作壽命。因此，真空元器件的玻璃殼溫度不得超過150～200℃。

② 溫度對功率器件的影響。

功率器件的結溫是由功率器件的耗散功率、環境溫度及散熱情況決定的，而功率器件結溫對其工作參數及可靠性有很大的影響：

●功率器件的電流放大倍數隨結溫的升高而增大，這將引起工作點的漂移，增益不穩定，可能造成多級放大器自激或振蕩器頻率不穩定等不良後果。

●當功率器件的結溫升高時，會使穿透電流和電流放大倍數迅速增加，集電極電流的增大促使結溫進一步升高，而結溫升高又使電流進一步增大，最終導致元器件被「熱擊穿」。為了防止熱擊穿，功率器件的結溫不宜過高。

③ 溫度對電阻的影響。

溫度的升高會導致電阻的使用功率下降。如RTX型碳膜電阻，當環境溫度由40℃增至100℃時，允許使用的實際功率將降為標稱值的20%；又如RJ-0.125W金屬電阻，當環境溫度由70℃增至125℃時，允許使用功率為標稱值的20%。

此外，溫度的變化對阻值大小有一定的影響，溫度每升高或降低10℃，電阻大約要變化1%。

④ 溫度對電容器的影響。

溫度對電容器的影響主要體現為降低其使用時間。通常認為，當在超過規定使用溫度下工作時，每提高10℃，使用時間就要減少一半。此外，溫度的變化也會引起電容、功率因素等參數的變化。因此，對各種電容器的允許工作溫度也進行了規定。

⑤ 溫度對電感類器件（變壓器、扼流圈）的影響。

溫度對變壓器、扼流圈等元器件的影響：除減少其使用時間外，還會使材料的絕緣性能下降。一般變壓器、扼流圈的允許溫度要低於90℃。

2．電子元器件工作溫度的選用要求

對於元器件的工作溫度選擇，一般只需根據產品本身特點確定元器件的質量等級即可。不同質量等級的電子元器件的工作溫度範圍是：

① 商業級元器件的工作溫度範圍是0～+70℃。

② 工業級元器件的工作溫度範圍是−40～+85℃。

③ 軍品級元器件的工作溫度範圍是−55～+150℃。

④ 汽車工業級元器件的工作溫度範圍是−40～+125℃。

3．電子元器件耐焊接溫度的選用要求

（1）焊接工藝對元器件耐溫的要求

電子元器件的耐熱性能還包括耐焊接溫度。而對於元器件耐焊接溫度的要求，則需根據產品的組裝工藝來確定，因為不同的焊接工藝對元器件的耐熱能力要求是不同的。

不同焊接工藝對元器件的耐熱能力要求如下：

① 熱風回流焊工藝：要求能在215～230℃溫度下，承受至少10個焊接周期的加熱。

② 波峰焊工藝：要求能在260℃溫度下持續10s。

③ 氣相焊工藝：要求能在215℃下溫度持續60s。

④ 紅外回流焊工藝：要求能在230℃溫度下持續20s。

因此在選用元器件時，應遵循與生產單位焊接設備相適應的原則。

（2）元器件封裝及內部連接工藝要求

元器件耐高溫性能，除與封裝材料有關外，還與其內部連接方式有關。IC的內部連接方法有金絲球焊、超聲壓焊，還有倒裝焊等方法，特別是BGA、CSP和組合式複合元器件、模塊等新型元器件，其內部連接用材料通常採用表面組裝用的相同焊料，連接工藝也是回流焊工藝，因此也要符合回流焊鉛焊接的要求。

（3）組裝工藝對元器件的特殊耐溫要求

在電子元器件選用過程中，由於工藝製程原因，對元器件有特殊溫度要求時，工藝人員應在選型之初提前與廠家溝通，達成一致意見，並將協商結果加入規格書。

設備焊接條件對元器件的耐溫要求如表8所示。

表8 設備焊接條件對元器件的耐溫要求

註：

• 數據來源：IPC/JEDEC J-STD-020D；

• 所有封裝元器件能承受5次焊接者為優選元器件；

• 所有支持波峰焊接的元器件必須能支持2次正常波峰焊接；

• 所有支持回流焊接的元器件必須能支持3次正常波峰焊接；

• 元器件支持手工返修的能力為：350℃，持續5s。

手工焊接對元器件的耐溫要求如表9所示（僅供參考）。

表9 手工焊接對元器件的耐溫要求

註：實際焊接過程中，由於焊盤設計和印製板散熱情況的不同，參數略有調整。

3.4 耐潮溼性能要求

1．溼度對電子元器件的危害

據統計，全球每年有1/4以上的工業製造不良品與潮溼的危害有關。對於電子工業，潮溼的危害已經成為影響產品質量的主要因素之一。電子元器件看起來是密封和防潮的，但實際情況恰恰相反，隨著時間的推移，元器件會不斷吸收空氣中的潮氣，吸潮程度與構成元器件的材料成分和製造工藝、運輸及使用條件密切相關。大氣中的水分會通過擴散滲透到溼度敏感元器件的封裝材料內部。

在組裝過程中，元器件將經歷溫度迅速變化的過程。以回流焊為例，在回流區，整個元器件要在183℃以上持續60～90s，最高溫度可能在210～235℃（SnPb共晶）。無鉛焊接的峰值會更高（245℃左右），在高溫作用下，元器件內部的水分會快速轉變為熱蒸汽，氣壓的突變將導致封裝體快速膨脹，膨脹的程度與封裝材料成分、實際吸收的溼氣量、加熱溫度、加熱速度及封裝體厚度等因素有關。當膨脹壓力引起的變形達到一定程度後，構成元器件的不同材料之間的配合會失去調節，各種連接會產生不良變化，進而導致元器件剝離分層或爆裂（通常稱作「爆米花」現象），元器件的電氣性能受到影響或破壞。

與靜電敏感器件ESD的失效一樣，大多數情況下，對於溼度敏感元器件MSD的失效，通過肉眼是很難察覺的，有時甚至在測試過程中也不能完全發現。這種失效會作為可靠性隱患長期存在於電子產品中，一旦遇到外部條件變化，隨時可能爆發。事實上，溼度因素對電子組裝生產直通率和產品可靠性的影響不亞於靜電因素和溫度因素。

為減小潮溼影響，電子產品的生產和存儲環境溼度都應該在40%以下，有些品種還要求溼度更低。

表10給出了不同階段，潮溼對不同類型元器件的影響（推薦）。

表10 潮溼對不同類型元器件的影響（推薦）

2．溼度敏感元器件的概念和分級

溼度敏感元器件（MSD）是指因吸收空中的水汽而導致功能喪失或可靠性降低的元器件。根據標準，MSD主要指非氣密性（Non-Hermetic）SMD器件，包括塑料封裝器件、其他透水性聚合物封裝（環氧、有機矽樹脂等）器件。一般IC、晶片、電解電容、LED等都屬於非氣密性SMD器件。

J-STD-020給出了元器件潮溼敏感等級（Moisture Sensitivity Level，MSL）劃分，IPC-M190J-STD-033則針對潮溼敏感元器件（MSD）問題提出了傳輸、包裝、運送及應用方面的建議和要求。元器件溼度敏感等級如表11所示。

表11 元器件溼度敏感等級

表11中部分名詞含義：

① MBB：Moisture Barrier Bag，即防潮真空包裝袋，該袋同時要考慮ESD保護。

② HIC：Humidity Indicator Card，即溼度顯示卡，顯示包裝袋內的潮溼程度，一般有若干圓圈，分別代表相對溼度10%、20%、30%等，各圓圈內原色為藍色，當某圓圈內由藍色變為紫紅色時，則表明袋內已達到該圓圈對應的相對溼度；當某圓圈內再由紫紅色完全變為淡紅色時，則表明袋內已超過該圓圈對應的相對溼度。若溼度顯示超過30%，即30%的圓圈內HIC卡顏色完全變成了淡紅色，表明生產前需要進行烘烤。

③ 警告標籤：Warning Label，即防潮包裝袋外的含MSIL（Moisture Sensitive Identification Label）符號、晶片的潮溼敏感等級（或含密封存儲條件和拆封后存放最長時間及受潮後烘烤條件）和包裝袋本身密封日期的標籤。若標籤上沒有註明溼度敏感等級，可以參考條形碼上的說明。

對於溼度敏感等級為2a～5a的元器件，在一盤原包裝需拆開部分使用時，剩餘材料必須立即做真空包裝，並貼上時間控制標籤；打開包裝後的元器件，應根據溼度敏感等級，在規定的時間內完成焊接，若打開包裝的元器件累計暴露時間超規定時間未使用，需對元器件進行烘烤，之後才能再使用。

SMT溼度敏感元器件烘烤條件對照表如表12所示。

表12 SMT溼度敏感元器件烘烤條件對照表

3．溼度敏感元器件的選用要求

溼度敏感元器件（MSD）對SMT生產直通率和產品可靠性的影響不亞於ESD，做好溼度敏感元器件的工藝選型，對於提高電子產品的良品率、提高產品的可靠性具有重要作用。

溼度敏感元器件工藝選型的一般原則是：

① 優選防潮等級≤4級的物料。

② 對於等級為5級、5a級和6級的物料的選用要嚴格限制，在工藝能力不能支持的情況下，禁止選用5級以上的防潮物料。

除了工藝選型的一般原則，還應考慮物料狀態對溼度敏感等級和處理要求的影響，例如：

① 與IC託盤封裝相比，卷帶封裝可以延長元器件的暴露時間，相當於提升了1或2個等級。

② 無鉛焊接的高溫環境則會使MSD的溼度敏感性至少下降1或2個等級。

③ 此外，實際生產過程中，生產線的頻繁切換會使許多已經裝到貼片機上的元器件不得不拆下來。這就意味著，大量沒有用完的託盤元器件和卷帶器件暫時需要儲存起來以備後用。這些封裝在託盤和卷帶裡的沒有用完的溼度敏感元器件，很可能在重返生產線並進行最後的焊接以前，超過了其最大溼度容量。

3.5 防靜電性能要求

1．靜電對電子元器件的危害

靜電的基本物理特性為：吸引或排斥，與大地有電位差，會產生放電電流。這三種特性會對電子元器件產生四種影響：

① 靜電吸附灰塵、改變線路間的阻抗，影響產品的功能與壽命。

② 靜電放電（Electro Static Discharge，ESD）破壞，造成電子元器件損傷（或完全破壞；或仍能工作，壽命受損）。

③ 靜電放電產生的電磁場幅度很大（達到幾百V/m）、頻譜極寬（從幾兆Hz到幾千兆Hz），對電子產品造成幹擾甚至損壞（電磁幹擾）。

④ 靜電放電時所產生的電場或電流發出的熱量也會使元器件受傷（潛在損傷）。

其中，ESD是指帶電體周圍的場強超過周圍介質的絕緣擊穿場強時，因介質產生電離而使帶電體上的靜電荷部分或全部消失的現象。靜電放電是高電位、強電場、瞬時大電流的過程，與此同時，靜電放電會產生強烈的電磁輻射，形成電磁脈衝。ESD是引發電子元器件失效的主要因素。

隨著集成電路、MOS電路和表面貼裝元器件（SMD）的廣泛應用和工藝技術的發展，元器件對靜電放電的敏感性增加。雖然靜電放電的能量對分立元器件的影響較小，但是對MOS器件的損害是致命性的。除致使元器件失效外，它產生的靜電場會造成元器件的「軟擊穿」，從而給電子產品造成隱患或潛在的故障，直接影響電子產品的質量及可靠性。

靜電放電可造成靜電敏感元器件的功能失效和參數退化。失效的主要機理有熱二次擊穿、金屬鍍層融熔、介質擊穿、氣弧放電、表面擊穿、體擊穿等。靜電對元器件造成的

損傷可能是永久性的，也可能是暫時性的；既可能是突發失效，也可能是潛在失效。如果元器件徹底失效，在生產及品質管理中能夠及時察覺並排除，則影響較小，而如果元器件只是輕微受損，在正常測試下則不易發現。另外，在運輸途中，摩擦、碰撞、接觸帶有靜電的物體也會產生靜電，從而導致元器件受損，這種潛在的和突發的失效更難預防，其損失亦難以預測。

靜電失效對電子產品的可靠性影響十分普遍，電子產品在設計與使用過程中必須做好靜電防護措施。對電子元器件的選用也要考慮防靜電要求。

2．靜電敏感元器件的概念和分級

靜電敏感元器件（Static Sensitive Devices，SSD）是對容易因靜電放電而引起損傷的元器件的統稱。為避免物料因不正當操作而導致靜電損壞，需要在來料驗收、儲存、配送、預加工、焊接、組裝過程中採用靜電防護措施。

靜電敏感等級分級如表13所示。

表13 靜電敏感等級分級

註：靜電敏感度≥16000V以上的元器件、組件被認為是非靜電敏感產品。

常見靜電敏感元器件的靜電敏感等級分級，如表14所示。

表14 常見靜電敏感元器件的靜電敏感等級分級

3．靜電敏感元器件選用要求

靜電敏感元器件的選用與產品設計需要及工藝製程能力有關，不同製造單位對靜電的控制能力不同，對電子元器件的靜電敏感等級要求也不同。

① 一般情況下，選用元器件時，優選元器件靜電敏感度等級在HBM Class 1B（500～1000 V）及以上級。

② 不推薦選用靜電敏感度HBM Class 1A（250～500 V）的靜電敏感元器件。

③ 限制選用靜電敏感度HBM Class 0（0～250 V）的靜電敏感元器件。

值得注意的是：對於所有靜電敏感元器件的使用，產品設計過程中均應提供ESD保護，其中單板組件的靜電防護能力應＞2000V，整機產品的靜電防護能力應＞4000 V。具體要求見《GJB 1649電子產品防靜電放電控制大綱》。

3.6 元器件包裝要求

1．貼片元器件的包裝要求

（1）一般片式阻容類元器件

優選編帶包裝元器件，可選託盤包裝元器件，不推薦選用管裝和散裝元器件。

（2）IC晶片類元器件

優選編帶包裝元器件，可選託盤包裝元器件，不推薦選用管裝和散裝元器件。

（3）存儲器類IC元器件

優選託盤包裝元器件，不推薦管裝和編帶包裝元器件。

（4）軍品航天散料

片式表面貼裝元器件應放入防靜電袋中，IC晶片應放入獨立的託盤或專用的帶有減振防護功能的防靜電盒中。

（5）覆蓋帶

① 應確保其密封良好，覆蓋帶不能存在任何空洞和裂紋。

② 覆蓋帶應居於卷帶中央位置，不能發生明顯移位，嚴禁覆蓋帶因為位置偏移或尺寸過大而遮住圓形齒輪孔的任何部分。

③ 覆蓋帶應保證自身具有足夠的抗拉強度，對於8mm卷帶寬度的覆蓋帶，抗拉強度應不小於700g，對於12～32mm卷帶寬度的覆蓋帶，抗拉強度應不小於1000g，對於44mm卷帶寬度的覆蓋帶，抗拉強度應不小於1300g。

④ 覆蓋帶與卷帶應保持合適的剝離強度，任何情況下覆蓋帶與卷帶的最小剝離力不能小於10g，以保證在正常的運輸、存儲及生產過程中元器件不會脫離卷帶。

（6）卷帶

① 對於8mm的卷帶，最大剝離力應小於100g，對於12～56mm的卷帶，最大剝離力應小於130g，對於72mm及以上的卷帶，最大剝離力應小於150g。

② 對於卷帶，圓形齒輪孔必須位於進料方向的左邊且不能存在錯位。

③ 腔體與元器件之間應保證合適的間隙，不能因腔體過小導致取料困難，也不能因腔

體過大導致元器件位置偏移過大或導致元器件翻轉。

④ 腔體應具有足夠強度，以保證在運輸、存儲和生產過程中不發生變形和破裂，進而避免元器件引腳變形和損傷。

⑤ 圓形齒輪孔尺寸的詳細要求見EIA-418-C中的相關規定，腔體與元器件間間隙的要求為：8～12mm（0.5mm）；16～200mm（1mm）。

（7）其他要求

① 覆蓋帶、載帶應保證乾淨整潔、無汙染、無紙屑等多餘物。

② 包裝標識應清晰可見，規格書中必須註明存儲條件和存儲時間。

③ 溫度敏感、溼度敏感、靜電敏感元器件應註明等級和使用要求。

2．插裝及壓接元器件的包裝要求

① 包裝應兼具防靜電、防撞壞、方便取用的特點，優選管裝或盤裝形式。

② 包裝與元器件間應保持合理間隙，必要時，採用防靜電泡棉填充，以確保元器件在包裝中不會晃動，且元器件引腳懸空。

③ 靜電敏感元器件/潮溼敏感元器件的外包裝上應貼有靜電敏感標識/潮溼敏感標識。

④ 對於編帶型插裝元器件，應確保元器件引腳全部固定在編帶上，以利於批量成型操作。

⑤ 所有外包裝不應有嚴重的變形或壓傷痕跡，否則拒收，外包裝有輕微劃傷但內包裝不受損時可以接收。

3.7 其他工藝選型要求

電子元器件焊接完成後，還要進行清洗、檢驗。對於部分高可靠產品，還需進行三防塗覆和灌封、粘固操作，在選用電子元器件時，也應考慮相關要求。