gjb548a-96微电子器件试验方法和程序

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第120页 共120页中华人民共和国国家军用标准微电子器件试验方法和程序 GJB548A-96Test methods and procedures for microelectronics 代替GJB548-881 范围1 1 主题内容本标准规定了微电子器件统一的试验方法控制和程序包括为确定对军用及空间应用的自然因素和条件的抗损坏能力而进行的基本环境试验物理和电试验设计封装和材料的限制标志的一般要求工作质量和人员培训程序以及为保证这些器件满足预定用途的质量与可靠性水平而必需采取的其他控制和限制1.2 适用范围本标准适用于微电子器件1.3 应用指南1.3.1 规定了在实验室中对某等级器件应施用的适当试验条件使其提供的试验结果等效于现场实际工作条件下的结果并且具有重复性但不能把本标准所规定的试验解释成它们严格地确切地代表了任何地理的或外层空间位置的实际工作因为只有在特定用途和位置下的真实的工作试验才是在相同条件下的实际的性能试验1.3.2 把军用微电子器件规范中出现的性质相近的试验方法规定在一个标准中这样就能使这些方法统一并可充分利用仪器工时和试验设备为了达到这一目的必须使每个通用试验方法具有广泛的适用性1.3.3 本标准所规定的微电子器件的环境试验物理试验及电试验方法在适当时也适用于已批准的军用规范所未包括的微电子器件1.3.4 为了保证按本标准筛选的相同等级的所有器件具有一致的质量和可靠性提供了相同水平的物理试验电试验和环境试验生产控制工作质量以及各种材料2 引用文件GB313188 锡铅焊料GB3431.1一82 半导体集成电路文字符号电参数文字符号GB917888 集成电路术语GB949188 锡焊用液态焊剂松香基GBT12842一91 膜集成电路和混合膜集成电路术语GJB360A96 电子及电气元件试验方法GJB597A96 半导体集成电路总规范GJB120891 微电路的认证要求GJB120991 微电路生产线认证用试验方法和程序GJB243895 混合集成电路总规范GJB271296 测量设备的质量保证要求一计量确认体系ASTM C17785 用护热板法测定稳态热通量和热传递特性的试验方法ASTM CS 18一91 用热流计法测定稳态热通量和热传递特性的试验方法ASTM D15094 固体电绝缘材料交流损耗特性及介电常数的试验方法ASTM D25793 绝缘材料直流电阻或电导的试验方法ASTM D338694 电绝缘材料的线性热膨胀系数的测试方法ASTM D357495 软质多孔材料一扁结合的及横制的氨基甲酸乙酯泡沫的试验方法3 定义3.1 术语本标准除采用GJB597AGB9178GBIT12842定义的术语外还采用如下定义的术语3.1.1 器件device单片多片膜和混合集成电路以及构成电路的诸元件3.1.2 额定值rating用于限定工作条件的任何电的热的机械或环境的量值在这样的工作条件下元器件机器设备电子装置等能良好地工作注额定值是一个通用的术语.还应见预定值极限值3.1.3 额定值极限值 ratinglimiting value确定极限能力或极限条件的一种额定值超过它就有可能损坏器件注极限条件可以是最大的也可以是最小的分别称为最大额定值和最小额定值额定值是以绝对最大额定位体系为基础的为试验额定值方法1005A1008A1015A5004A和5005A所规定的值仅适用于短期加速应力贮存老炼及寿命试验.而不得作为设备设计的依据3.1.4 最坏情况条件 worst case condition把偏压输入信号负载和环境的种种最不利的依器件的功能而定数值在规定的工作范围内同时加到被试器件上就构成了最坏情况条件不同参数的最坏情况可能是不一样的如果采用的全部测试条件并非都取最不利的数值则用术语部分最坏情况条件加以区别并应同时指明与最坏情况的偏离例如电源电压输入信号电平和环境温度的最小值及负载的最大值可能构成测量门输出电压的最坏情况条件在室温下加电条件取最不利的数值则构成部分最坏情况条件这时应注明在室温下以示区别3.1.5 加速试验条件 accelerated test condition采用一个或几个应力水平其超过最大额定工作或贮存应力水平但不大于试验额定值3.1.6 静态参数 static Parameter用来表示器件直流特性的电参数例如直流电压直流电流或直流电压比直流电流比或直流电压与直流电流之比3.1.7 动态参数 dynamic parameter用来表示器件交流特性的电参数例如电压或电流的方均根值及其随时间变化的值或它们之间的比3.1.8 开关参数 switchins parameter输出从一个电平转换到另一个电平或对阶跃输入的响应有关的参数3.1.9 功能试验functional test按顺序实现功能其值表的通过通不过试验或进行这种试验时器件作为外线路的一部分而工作并同时试验全线路的工作情况3.2 符号本标准采用的符号符合GB3431.l的规定4 一般要求4.1 试验方法的分类本标准所规定的试验包括环境试验机械试验电学试验以及试验程序4.2 数据报告应用任何试验方法或程序所得的数据应根据实际试验条件和结果写出报告任一试验方法或程序的结果应附有下列数据a.进行100检查或抽样检查的每一试验批的器件总数b.进行抽样检查的器件样品数c.每项试验中出现的失效数以及观察到的失效模式当一个检验批或交货批中包括几种器件型号时上述原则仍适用但应进一步按器件编号写出数据报告4.3 试验样品的处理试验样品的处理应按器件相应规范的规定4.4 取向4.4.1 取向和施力方向的标识对于那些包括与器件取向有关的观测或施加外力的试验方法器件的取向和施力方向应符合图1和图2的规定4.4.2 其他外壳结构取向当外壳结构不同于图1和图2所示时应在适用的采购文件中规定器件的取向4.4.3 不同横向尺寸的封装取向在从三个或更多的侧面引出径向引线的扁平封装中X方向应取两横向尺寸中较大尺寸的方向而Z方向取较小尺寸的方向4.5 试验条件4.5.1 校准要求在程序控制和试验中所使用的全部试验设备包括电试验设备环境控制设备和其他仪器应按GJB2712要求进行校准已校准的设备应以合适的方式进行控制使用和贮存以保证校准可靠试验设备的校准应按GJB2712要求予以识别和标记4.5.2 准确度规定的准确度极限值用于在规定标称试验条件下所获得的绝对值在确定测量值极限时应考虑测量误差包括由于偏离标称试验条件而引起的误差使器件参数的真值标称的试验条件下在规定的极限值之内若无其他规定以下电试验容差和注意事项均应适用于器件的测量a.电源电压和偏压准确度应保持在规定值的1之内b.输入调整电压准确度应保持在规定值的 1或 lmV之内取其大者c.输入脉冲特性重复率频率等准确度应保持在10之内应当这样选择标称值使其 10的变化如果测试设备的变量小于 10则选用实际值不影响规定值测量的准确度d.击穿试验时施加的电压准确度应保持在规定值的1之内e.对于数字器件而言应注意保证只有在其适当的高或低逻辑电平或其他规定电平时才施加最大输出负载电流f.阻性负载的容差为1g.容性负载的容差应为5或1pF取其大者h.感性负载的容差应为 5或5H取其大者i.静态参数应测到1以内j.开关参数应测到5或1ns以内取其大者4.5.2.1 测试方法和线路如在特定的试验方法中无其他规定给出的测试方法和线路应作为基本测试方法它们并不是必须采用的唯一方法和线路但承制方应向使用方证明采用的其他方法和线路与本文件中给出的是等效的并且其测试结果在希望的测试准确度之内见4.5.24.5.3 非破坏性电试验的最大额定值所有非破坏性电试验的测试条件都不得超过最大额定值也不得超过最大瞬时电流和外加电压的极限值4.5.4 电测试频率若无其他规定电测试频率应是规定的工作频率如规定了某个频率范围除了在该频段的任一规定频率下进行的测试外还应在该频段的最高和最低频率下对主要功能参数进行测试无论是规定一个频率范围或是一个以上的工作频率对微电子器件进行电测试时都应记录测试频率以及在该频率下测得的参数4.5.5 多输入/输出端的器件测试对具有一个以上输入或输出端的器件当任何输入或输出参数被规定时应在器件的所有输入或输出端上测试规定参数4.5.6 复合器件的测试当被试微电子器件含有多个电路或功能时无论是独立地与外部器件引线相连接还是为了把引线减到最少而以某种方式内连都应采用适当的线路和程序以便能按适用的采购文件规定的适用试验方法对器件所含的所有电路或功能进行测试例如如果器件有一对逻辑门就不能只测试一个门的规定参数而是还应对复合器件的所有电路进行测试以保证在各个电路之间不出现严重干扰例如把信号加到双门器件的一个门上不应使另一个门的输出发生变化此项要求的目的是为了保证微电子器件内所有电路元件能按其结构和连接要求充分发挥作用对于具有复杂的信号通道且信号通道随输入信号的性质或随内部功能对输入信号的执行而变化的电路阵列应编制器件工作程序来满足此项要求从而保证所有电路元件均起作用并提供按规定试验方法观察或测量它们的性能水平的手段4.5.7 试验环境若无其他规定所有试验应在下列环境中进行电测量环境温度25其他试验环境温度25 10环境气压86106kPa4.5.8 在环境模拟箱内允许的温度变化当采用环境模拟箱时被试样品只能放在下述规定的工作区内a.工作区的温度变化控制环境模拟箱使工作区内的任一个参考点的温度变化保持在2或土4之内取其大者b.工作区内的空间变化环境模拟箱的结构应使其工作区的任一点的温度在给定时间内偏离参考点不超过3或3取其大值发热元件附近位置除外c.具有规定最低温度例如老炼寿命试验等的环境模拟箱当试验要求包括规定的最低试验温度时控制和环境模拟箱结构应使得工作区内任一点的温度偏离规定的最低温度不超过或%取其大者4.5.9 电测试期间测试温度的控制若无其他规定规定的测试温度一外壳温度Tc环境温度TA或结温Tj应采用本标准规定的适用程序加以控制它们是专门用于在一定温度下进行器件的电测试时控制所采用的试验箱操作工具等这时4.5.8中的规定不适用采用低占空系数脉冲试验或稳定功率温度条件来进行电测试4.5.9.1 TcTA或Tj高于25时测试期间的温度控制若无其他规定在测试过程中器件温度应稳定在规定的Tc或TA或Tj的土3之内应采用低占空系数脉冲或有规定时采用稳定功率条件见4.5.9.4来测量电参数4.5.9.2 Tc或TA或Tj低于25时测试期间的温度控制若无其他规定在测试过程中器件温度应稳定在规定的的Tc或TA或Tj的土3之内见注在整个测试期间器件温度不得超过所规定温度5应把此温度看作冷却开始温度应当采用低占空系数脉冲或有规定时采用稳定功率条件见4.5.9.4来测量电参数适用时详细规范应规定对冷却开始温度最敏感的那些测试参数或测试程序有规定时这些参数应在测试程序开始时测量并且应尽可能迅速或在规定的时间内完成注若适用的详细规范中无其他规定如果测试期间四件温度Tc或TA或Tj变化超过 5规定的温度Tc或TA或Tj应小于等于一 554.5.9.3 Tc或TA或Tj为 25时测试期间的温度控制若无其他规定在测试过程中器件温度应稳定在25应采用低占空系数脉冲或有规定时采用稳定功率条件见4.5.9.4来测量电参数4.5.9.4 功率稳定温度条件当有规定时器件应在规定的稳态通电条件下在规定的测试温度入Tc或TA或Tj等于高于或低于25下至少稳定5min或某规定时间电参数测量应在温度/功率稳定后尽可能快地或在规定时间内完成或者当有规定时器件温度Tc或TA可稳定在保持规定稳定功率状态 5min以上的情况下预计的典型结温的 3之内且采用低占空系数脉冲技术下进行测试4.6 一般注意事项4.6.1 瞬态过应力器件不得承受超过额定的电压或电流瞬态条件4.6.2 引线连接次序将微电子器件与电源相连时必须十分小心对于MOS器件的引线连接次序是重要的其他微电子电路或器件应遵循适用采购文件中列举的注意事项4.6.3 低温焊和高温熔焊试验需要进行低温和高温熔焊时应注意避免损坏器件4.6.4 预防辐射在X射线中子或其他高能粒子的辐射场中贮存或测试微电子器件时应当采取预防措施4.6.5 微电子器件的操作a.器件接入电测试线路之前所有设备应接地b.在器件接入设备之前或为了进行测试必须取出器件之前应尽可能把它们一直放在金属屏蔽容器内c.适用时在测试期间器件应一直装在运输用包装盒或其他防护罩内5 详细要求本标准规定的试验方法编号如下环境试验10011999机械试验20012999静电放电敏感度的分类3015试验程序50015999数字集成电路电测试附录A模拟集成电路电测试附录B接口集成电路电测试附录C定制单片微电路试验程序附录D方法1001低气压(高空工作1 目的本试验是模拟飞机或其他飞行器在高空飞行中所遇到的低气压条件来进行的本项试验的目的是测定元器件和材料避免电击穿失效的能力而这种失效是由于气压减小时空气和其他绝缘材料的绝缘强度减弱所造成的即使低气压不会使介质完全击穿但会增强电晕放电及其介质损耗和电离等有害影响此项模拟高空条件的试验还可以用来检验低气压下的其他效应其中包括绝缘材料介电常数的变化和稀落空气使发热元器件散热能力降低对元器件工作特性的影响2 设备低气压试验所需仪器设备包括一台真空泵一个合适的密封室必要时该密封室还应具备能观察样品的装置一只可用于测量密封室模拟高度的压力表和一只用于检测从直流到30MHz范围电流的微安表或示波器3 程序样品应按规定安放在密封室内并按规定把压力减小到下述规定的某个试验条件把样品保持在规定的压力下对它们进行规定的试验在试验期间及试验前的20min内试验温度应为 25土 10对器件施加规定的电压在从常压到规定的最低气压并恢复到常压的整个过程中监测器件是否出现故障器件如出现飞弧有害的电晕或其他任何影响器件工作的缺陷或退化都应视为失效试验条件 压力kPa 高度mA 58 4572B 30 9144C 12 15240D 4.4 21336E 1.1 30480F 0.15 45720G 0.310-6 2000003.1 测量连接器件进行测量并且在整个抽气过程中施加规定的电压用微安表或示波器监视施加最大电压见4c的器件引出端从直流到30MHz范围内看其是否出现电晕放电电流在未放置试验器件的情况下施加适用的试验条件确定校准试验线路中的电流方法以保证试验数据真实反映被试器件的特性4 说明有关的采购文件应规定以下内容a.安装方法见3b.试验条件见3若无其他规定应采用条件Ec.降压期间的试验见3若无其他规定器件应承受在额定工作条件下的最大电压d.适用时进行降压后的测试见3若无其他规定应对器件规定的特性或参数进行全面的电测试e.适用时测量前的暴露时间见3方法1002浸液1 目的本试验用于确定微电子器件密封的有效性把需要检查的器件浸入温度差别很大的液体中使之受到热应力和机械应力这择就很容易检查出引出端结合处部分焊缝或压封的缺陷这些类型的缺陷是由于不良的结构在物理或环境试验过程中可能产生的机械损伤引起的浸液试验一般紧接在物理和环境试验之后进行因为浸液能使接口焊缝和外壳中未发现的隐患进一步恶化本试验在实验室的试验条件下进行而程序只拟作为测量浸液试验后密封的有效性选用淡水还是盐水作为试验用液体取决于被试器件的性质当试验后进行电参数测试以获得封口泄漏的证据时用盐水而不用淡水将更容易检测出水汽穿透封口的能力本试验为检测液体穿透封口提供了简单而又容易的检测方法要注意绝缘电阻的降低内部元件浸蚀和出现盐的晶粒等现象本试验不拟作为热冲击或浸蚀试验尽管它也可以揭示这些方面的不足本试验是破坏性试验故不宜作为100试验或筛选2 设备浸液试验所用的设备是两只温控恒温槽它们能保持所选的热水浴和冷水浴条件的规定温度使用合适的温度计测量槽温3 程序本试验连续进行数次浸液循环每次循环是先浸在温度为65的热淡水自来水槽中然后浸在冷水槽中循环次数每次浸演时间冷水槽的性质和温度都在下表列出的相应的试验条件中规定样品应尽可能迅速地从一个槽转移到另一槽中在任何情况下转移时间不超过15s当完成最后一次循环后应在淡水或蒸馏水中把样品迅速而彻底地清洗并擦干或吹干所有表面使其干净和干燥并在4h后48h内对器件进行电测量和外部目检当采购文件有规定时还应按方法2013打开器件检查内部元件有无浸蚀现象和盐的晶粒当本试验作为一个试验组或试验分组的一部分来进行时在本项试验结束时不必专门进行试验后的测量或检查而可以在该组或分组结束时再进行4 说明有关的采购文件应规定以下内容a.试验条件见3若无其他规定应采用条件Cb.若与本文3中规定不同应规定最后一次循环后的测量时间c.最后一次循环后的测量见3若无其他规定测量应包括引线间的电阻引线与外壳间的电阻所有器件特性或全部电参数的测试最终评价应包括对器件标志清晰度封装和引线是否变色或腐蚀等外观自检d.适用时打开器件并进行内部检查见3方法1003 绝缘电阻1 目的本试验的目的是测量元器件的绝缘部分对外加直流电压所呈现的电阻施加的外加电压会使绝缘部分表面或其内部产生漏电流绝缘电阻的测量不等效于介质耐压试验或电击穿试验干净而又干燥的绝缘体具有很高的绝缘电阻但如果存在有机械缺陷就会在介质耐压试验中失效由于绝缘部分是由不同的绝缘材料组成的具有不同的固有绝缘电阻因此测得的绝缘电阻数值不宜作为洁净度或有无变质现象的依据1.1 影响试验的因素影响绝缘电阻测量的因素有温度湿度残余电荷充电电流或仪器和测量线路的时间常数测试电压预调以及连续施加电压的时间加电时间对于最后一个因素某些元件如电容器和电缆的电流特性通常从瞬时最大值以某一变化速率下降到一个稳态的较小值其下降速率取决于试验电压温度绝缘材料电容量和外电路的电阻因此当连续施加测试电压时在一段时间所测的绝缘电阻会不断增加由于这种现象可能要经过数分钟才趋于最大绝缘电阻读数但规范通常要求在规定的时间后读出数值如果绝缘电阻相当接近稳态值而电流一时间曲线又已知或者在测量值上加上适当的修正因子就可以大大地缩短测试时间而且仍可得到良好的测试结果对于某些元器件可以在几秒钟内获得仪器稳定读数试验前后应在相同的条件下测量绝缘电阻2 设备绝缘电阻的测量设备应与被测元件的特性相适应如兆欧电桥兆欧表绝缘电阻测量装置或其他适当设备3 程序当需要特殊准备或条件时如特殊的试验夹具重接接地绝缘低气压湿度或水浸等就应对之作出规定按规定在相互绝缘点间或在绝缘点与地之间测量绝缘电阻当加电时间是一个因素时若无其他规定在连续施加测试电压到规定的时间见4之后立即进行绝缘电阻的测量但是如果仪表读数表明绝缘电阻达到了规定极限已处于稳定状态或还继续增加就可在规定的测试时间之前结束测试如果要进行多次测量就应采用与初次测量相同的极性依次测量绝缘电阻若无其他规定加到样品上的直流电压应按下述测试条件的规定并在外加电压的两种极性上测试绝缘电阻试验条件 测试电压A 10v10B 25Vt 10C50v10D100V10E500v10F1000v10当工厂进行质量一致性试验时可以使用任何等于或高于适用的试验条件所允许的最低电压若无其他规定绝缘电阻值的测量误差不得超过10应采用适当的保护措施来防止由于不需要的通道中的泄漏造成读数误差4 说明有关的采购文件应规定以下内容a.适用时规定测试条件或其他测试电压见3b.如有要求则规定特定的准备或条件见3c.测量点见3若无其他规定应在器件引线全部引线互相电连接在一起或连接到一个公共点与器件外壳之间测量绝缘电阻测量的电阻值不得小于15Md.如果加电时间很关键应具体规定加电时间见1.1e.在规定测试电压下用最大漏电流表征的绝缘电阻若无其他规定任何相邻而不相连接的引线间的最大漏电流在100V直流电压下不得超过100nA方法1004A耐湿1 目的本试验的目的是用加速方式评定元器件及其所用材料在高湿和炎热典型的热带环境条件下抗衰变作用的能力大多数炎热条件下退化现象是直接或间接地由于有缺陷的绝缘材料吸附水蒸汽和水膜以及由于金属和绝缘材料表面变湿而引起的这种现象会产生多种类型的衰变其中包括金属的腐蚀材料成分的变化及电特性变坏本试验与稳态潮湿试验不同它采用温度循环来提高试验效果其目的在于提供一个凝露和干燥的过程使腐蚀过程加速并使得进人密封外壳内的水汽产生呼吸作用在高温下潮气的影响将更加明显也能增强试验效果试验包括低温子循环它的作用是加速显示在其他情况下不易看清的衰变迹象因为凝结水汽引起的应力会使裂缝加宽这样通过测量电特性包括击穿电压和绝缘电阻或进行密封试验就可以揭示该衰变现象规定在绝缘体上施加极性电压从而研究电解的可能性因为电解会助长可能发生的介质击穿如果需要的话为了确定载流元件特别是细导线和接点的抗电化学腐蚀的能力本试验还可以对某些元件施加一定的电负荷本试验获得的结果是可重复产生的并已通过现场失效的调查得到证实业已证明本试验能可靠地指出哪些元件不能在热带条件下使用2 设备耐湿试验的设备包括温一湿箱它能满足图1004Al所示的循环和公差要求以及按3.7和4的规定进行测量的电测试仪器3 程序应按3.23.7的规定以及图1004Al的要求去试验样品样品的安装方式应使它们能暴露在试验环境中3.1 预处理若无其他规定在安置样品进行耐湿试验之前器件引线应承受弯曲应力其条件应符合方法2004A的试验条件B1的规定若进行耐湿试验的器件已进行了所要求的预处理另一种试验的一部分内容则不必重复引线弯曲3.2 初始测量在第一次循环的第一步之前应在室温环境条件或按规定进行测量当有规定时初始测量前器件应先在干燥炉内进行初始处理见图1004A然后应在器件从干燥炉内移出后的8h内完成初始测量3.3 循环次数样品应进行10次连续循环每次都按图1004A1进行在完成规定的循环次数之前不包括最后一次循环如发生了不多于1次的意外试验中断如电源中断或设备故障应重做该循环且试验可以继续进行若在最后一次循环期间出现意外的试验中断除要求重做该循环外还要求再进行一次无中断的循环任何有意的中断或意外中断超过24h都要求从头至尾重做试验3.4 第7步子循环在10次循环中至少5次循环期间内要进行低温子循环在开始第7步后至少lh但不超过4h将样品移出潮湿箱或将箱内温度降低到进行子循环所需的温度子循环的样品应在 -10 和不控制湿度的条件下如图1004Al所示至少处理3h若不使用另一个冷室应注意保证样品在整个周期内保持在 -10 在子循环后样品应恢复为25相对湿度RH至少为80并一直保持到下一个循环的开始3.5 外加电压在按图1004Al规定的耐湿试验期间当有规定时见4器件应按规定施加偏置为了提高试验效果选用的偏置条件应能使芯片的金属化线条之间或外引出端之间的电压达到最大使功耗为最小使用的引出端尽可能多3.6 条件虽然没有规定箱内的温度变化率但是在温度变化过程中样品不应受到箱内的辐射热若无其他规定箱内的空气每分钟的换气量至少等于箱的容积的5倍紧靠样品的各点和箱体内表面上的稳态温度容差为所规定温度的2对质量不大于 11.4kg的样品在温度箱间的转移时间应少于2min若使用一箱法则应在15min内达到一103.7 最终测量在最后一次循环的第6步之后或者如果在第10次循环期间完成3.3的子循环则在第7步之后器件应在室温环境条件下放置24h然后按方法1003的试验条件A进行绝缘电阻测试或在25下进行规定的终点电测量电测量可以在放置的24h期间进行应计算试验中发生的任何失效但是禁止为了得到可接收的结果而在24h之后对那些失效器件重新进行任何试验在24h放置期间不得进行其他试验如密封试验绝缘电阻测试或在25终点电测量应在器件移出试验箱后的48h内完成进行绝缘电阻测试时测得的电阻值不得小于10M并且应记录测试结果其数据作为终点数据的一部分提交如果把封装外壳设计成与芯片衬底电连接则不必进行绝缘电阻测试而应在器件移出试验箱后的48h内完成规定的25终点电测量还应进行目检和任何其他规定的终点电参数测量见4c3.8 失效判据器件出现下列情况应视为失效a.所规定的标志全部或部分脱落褪色弄脏模糊或达到不可辨认的程度该检查应在正常室内照明和放大13倍下进行b.当放大 1020倍观察时任何封装零件即封盖引线或管帽的镀涂或底金属被腐蚀的面积超过5或封装零件被腐蚀透c.引线脱落折断或局部分离d.因腐蚀而导致引线之间或引线与金属管壳之间搭接在一起e.终点电测量或绝缘电阻测试不合格注镀涂应包括封装和从弯月面引线末端不包括被剪掉的末端的所有暴露部分以及所有其他被暴露的金属表面4 说明有关的采购文件应规定以下内容a.如果不在室温环境下进行初始测量见3.2则规定初始测量条件b.外加电压适用时见3.5和偏置条件当有要求时按下述原则选择偏置条件1只要求一个电源电压V正负均可和一个接地端或公共端GND电源电压值幅度应是最大值但不超过规定的绝对最大额定值并使试验条件最佳化2若无其他规定所有正常规定的电压端和接地引线均应与GND连接3若无其他规定全部数据输入端应与V连接选择V的极性和数值应使内部功耗为最小并使电流流入器件若无其他规定所有扩展输入端应与GND连接4所有其他引线例如时钟置位复位输出等应分别与V或GND连接连接的原则是使电流最小5无内连的引线端应偏置到V或GND偏置的原则是使其极性与相邻的外引线极性相反c.最终测量见3.7的要求最终测量应包括规定作为终点电参数的全部电特性和参数d.若不是10次应规定循环次数见3.3e.必要时规定初始测量前的干燥箱的预处理见3.l方法 1005A稳态寿命1 目的本试验的目的是验证承受规定条件的器件在整个工作时间内的质量或可靠性在额定工作条件下进行的寿命试验其试验时间应足够长以保证其结果不具有早期失效或初期失效的特征在寿命试验期间还应进行定期观察以监视失效率是否随时间有显著变化为了在短时间内或以较小的应力来获得正确结果就必须用加速试验条件或足够大的样本来提供相应的失效概率以便使该样本的失效分布能代表它所在那些批的潜在失效分布如果用本试验来评定器件的基本能力或对器件进行鉴定试验以确保器件以后能用于高可靠场合就应选择试验条件由电输入负载和偏置以及相应的最高工作或试验温度或其他规定的环境条件表示器件的最大工作或试验见试验条件F额定值2 设备应提供适当的插座或其他安装手段使之与被测器件的引出端在规定的线路中可靠地电连接除采构或鉴定机构批准之外安装手段应设计成不会发生通过传导方式来散逸器件内部发出的热量热量只能通过器件引出端必须的电接触和气体或液体介质槽来散发设备还应保证被试器件引出端上施加有规定的偏置电压当有规定时还应能监视输入激励或输出响应在电源电压和环境温度等的正常变化情况下电源和调整电流的电阻器至少应能在整个试验期间保持规定的工作条件不管器件是单个试验还是成组试验当试验条件导致明显的功率耗散时试验设备的安置应使每个器件产生的功率大约均等试验线路不需对单个器件特性的正常变化进行补偿但是在一组器件中出现失效或器件反常即开路短路等时应不致于影响该组中其他器件的试验结果3 程序微电子器件应按规定的试验条件见3.5规定的试验时间和规定的试验温度进行试验并在规定的中间和终点进行所要求的测量用引线螺栓或外壳按正常的结构方式将其安装好并且保持接触点温度不低于规定的环境温度应将试验前选择的试验条件持续时间样本大小和温度记录下来并在整个试验中予以控制试验板上不同器件之间或同一器件不同输出端之间不得共用一个负载电阻3.1 试验持续时间3.1.1 标准寿命试验持续时间若无其他规定见3.2.1125的寿命试验持续时间至少应为1000h在规定的试验持续时间之后应使器件脱离该试验条件并达到标准检验条件如果本试验的目的是为了证明是否符合规定的失效率就可以在达到规定时间时终止试验如果在达到规定的试验时间之前出现拒收就可以在出现拒收点终止试验3.1.2 加速寿命试验持续时间对于B级和B1级当加速时其寿命试验持续时间在所选择的或所规定的环境温度下见表1005A1应等效于125下的1000h在规定的试验时间之后的72h内应把器件移出规定的试验条件在不去掉偏置的情况下达到标准试验条件为了把器件移到与寿命试验箱隔开的冷却位置上而中断的lmin偏置不视作去掉偏置3.2 试验温度所规定的试验温度是最低的环境温度在寿命试验箱工作区内所有的器件均应处于该温度下要做到这一点应通过对箱内结构负载情况控制仪器或监测仪器的位置以及气流或箱内的其他环境因素进行必要的调整来保证因此试验箱应在满负荷线路板上不必插上器件未通电对器件而言的状态而且指示传感器位于或调整到反映最接近工作区内温度最低的位置上3.2.1 标准寿命试验温度若无其他规定试验条件A至E见3.5的环境寿命试验温度至少应是125只是对混合集成电路条件可以根据表1005A1的规定进行变动当采用规定的试验线路和偏置条件时供货方可自行确定将条件A至E的环境温度按表1005A1的规定升高而使试验时间缩短因为在正常情况下外壳温度和结温将明显地高于环境温度所以器件结构应作考虑使得当它在试验或工作时其外壳或结的最高额定温度对于B级和B1级不得超过200对于S级.不得超过175见3.2.1.13.2.1.1 大功率器件的试验温度器件无论功率大小应都能以最高额定工作温度进行老炼或寿命试验用环境温度TA表示最高工作温度的器件采用表1005A一1用管壳温度Tc表示最高工作温度的器件环境温度有可能使Tj超过200对S级超过175为此进行老炼和寿命试验时的环境工作温度可以从125降低到某一个温度要求在该温度下使对在175和200之间Tc等于或大于125这时不必改变试验时间应准备好支持这种降温处理的数据在有要求时提交给采购和鉴定机构3.2.1.2 混合集成电路的试验温度除了寿命试验采用管壳温度时至少为规定的器件最高工作管壳温度Tc外寿命试验的环境温度或管壳温度应按表1005A1规定对K级器件的寿命试验时间至少1000h器件应按详细规范中规定的最高工作温度电压和负载条件进行寿命试验因为在正常环境下管壳温度和结温明显高于环境温度因此电路的设置不应超过详细规范中规定的最高额定结温和基线文件中规定的聚合材料固化温度如果没有规定最高结温则取最大值为175不允许进行条件F的加速寿命试验规定的试验温度应该是使试验箱中的所有器件都稳定达到的实际最低环境或管壳温度为保证这一点必须调整试验箱结构负载控制仪或监视仪的位置和气流或其他合适气体或试验箱中液体媒质的流动3.2.2 加速寿命试验温度当规定或自愿当适用的采购文件允许时采用条件F时若无其他规定最低环境试验温度应为175由于加速试验通常都在超过受试器件的最高额定工作结温下进行所以应当注意保证不让器件进入热失控状态3.2.3 应用试验条件A到E时对内部有热限制器件的特殊考虑对于内部有过热保护的器件在超过断路温度时即使延长试验时间也不可能提供长期工作可靠性的真实情况对于有热断路的器件应使最坏情况下的结温至少低于最坏情况下热断路阈值5时进行工作寿命试验确定的热断路阈值的数据应在有要求时提交鉴定机构或采购机构3.3 测量3.3.1 试验温度低于或等于150的测量若无其他规定全部规定的中间和终点测量应在器件去掉规定的试验条件即去掉加热条件或者去掉偏置后的96h内完成如果这些测量不能在96h内完成则器件在进行中间或还终测量之前还应至少再承受24h的寿命试验应采用相同的试验条件见3.5及温度如果有规定时或无规定而制造厂自愿时应在168h和504h进行中间测量如果规定试验时间超过1000h附加的中间测量点应是1000h 2000 h以后每次相隔时间为1000h这些中间测量主要是规定的参数和条件包括被试器件的主要功能特性以及足以揭示致命失效和退化失效的规定极限值器件应至少冷却到比室温下功耗稳定状态时的器件温度低10才能去掉偏置为了把器件从进行寿命试验的试验箱中移到与其隔开的冷却位置上对不超过1min的偏置中断不得视作去掉偏置除线性或MOSCMOS NMOSPMOS等或其他规定的器件外只要能使被试器件的外壳温度在去掉试验条件后的30min内降到低于35并且被试器件应在去掉偏置后的5min内移出加热的试验箱器件就可以在冷却期间去掉偏置在器件重新加热之前应完成全部规定的25电测量3.3.2 试验温度高于或等于175的测量若无其他规定全部规定的中间和终点测量应在器件去掉规定的试验条件即去掉温度条件或者去掉偏置后的24h内完成如果不能在24h内完成这些测量则应采用同样的试验条件温度和时间重新进行稳态寿命试验去掉偏置之前器件应至少冷却到比室温下功耗稳定状态时的器件温度低10把器件移到冷却位置而不超过1min的中断偏置不应视为去掉偏置在器件重新加热之前应完成全部规定的25电测量3.3.3 试验装置的监测在试验加温开始和试验结束时应监测试验装置从而确认按规定要求对全部器件加了应力至少应进行下列监测步骤a.器件插座在开始使用时及以后的至少每六个月每六个月一次或六个月期间未使用则使用前应检查每个试验板或盘以验证接触点是否完好从而保证把偏压源和信号加到每个插座上在最初和定期验证试验期间应检查试验板上用来保证被试器件稳定性的电容或电阻以确保它们完成其固有的功能即它们不得开路或短路除了这种最初的和定期的验证之外不必检查每个器件或器件插座但在每次使用试验板之前应采用随机抽样技术而该技术应足以保证被试器件接触的正确性和连续性b.试验板或盘的插头试验板装上器件置于试验箱并使温度至少为125或规定的试验温度取其小者应在每个试验板或盘的至少一个位置上验证各个必要的试验电压和信号条件从而确保在适用的试验结构安排中采用的每个连接或触点对的电连续并施加规定的电应力允许打开试验箱且多10min以进行此项工作当在试验插座上检查试验条件时用于进行这种电连续性检查出仪器探头应等于或小于被试器件的外引线接点尺寸而且其结构应确保插座接点不受损伤或损坏c.试验周期结束时在器件从试验温度和试验条件中移出之前应再次进行上述b规定的电压和信号条件验证d.对于S级和K级器件为了保证所规定的试验条件施加于每个器件试验前应验证每个试验板或盘以及每个试验插座这可以通过验证每个器件输出端的功能响应来完成可以采用经批准了的替代程序当出现失效或接点开路而导致在所要求的试验时间见3.1内的某一段时间未能加上所要求的试验应力时应延长试验时间以保证实际施加应力时间达到规定的最短总试验时间在最后24h寿命试验期间寿命试验箱正在加热若任何去掉或中断偏置的总时间超过10min则应延长试验时间使其在最后一次偏置中断以后在偏量不出现中断的情况下至少再试验24h3.4 试验样本试验样本应按规定见4抽取当本试验方法用作一系列或一类器件型号的附加寿命试验时数量较少的一种器件型号样品可计入总的样品量中但在累计达到每种器件型号的最小样本要求之后试验结果才能视为有效如果因补充新的样品而抽取了以前试验的全部或部分样品那么每种型号器件的最小样本大小应保持在开始试验的水平上并且在累计了规定的最小试验小时见3.l之后才能再抽取样品3.5 试验条件3.5.1 试验条件A稳态反偏试验本试验条件A如图1005A1所示它适用于各类线性和数字电路本试验应使尽可能多的结都加上规定的反偏电压3.5.2 试验条件以稳态正偏试验本试验条件B如图1005Al所示它适用于所有数字电路和某些线性电路本试验应使尽可能多的结都加上规定的正偏电压3.5.3 试验条件以稳态功率和反偏试验本试验条件如图1005Al所示它适用于各种数字电路和输入端可以反偏置输出端可以偏置在最大功耗上或反过来的某些线性电路3.5.4 试验条件D并行激励试验图1005A2表示了本试验的典型条件它适用于各类电路试验时所有电路必须施加合适的激励信号以尽可能模拟实际应用而且所有电路均应采用最大的外加负载激励频率不得小于60Hz3.5.5 试验条件E环形振荡器试验本试验条件如图1005A3所示最后一个电路的输出端通常连接到第一个电路的输人端此串联将会产生由各个电路和有关布线的传输延迟而确定的频率的自由振荡该频率应不小于60Hz在电路引起倒相的情况下应采用奇数个电路环路中的每个电路应加额定最大负载虽然该条件提供连续监视致命失效即环路阻塞的机会但不得用它来代替中间测量见3.33.5.6 试验条件F仅B级和B1级温度加速试验按此试验条件微电路在大大超过其最高额定温度的环境温度175300下进行偏置在较高温度下通常发现微电路不能正常工作因此必须特别注意选择偏量线路和条件从而保证重要的电路部位得到合适的偏置且对电路的其他部位没有产生破坏性的过应力为了适当地选用实际偏置条件建议把合适的样品器件放在预定的高温环境中在每个器件引出端上测量电压和电流以保证规定的线路和外加的电应力不会诱导出破坏性的过应力承制方可以从表1005A1中自行选择其替代的时间和温度可以选用时间界限在30-1000h范围内的任何时间一温度组合对于采用试验条件F而进行的寿命试验应采用方法1016中3.5的寿命试验基本原则若无其他规定任一或全部引出端上的外加电压应等于适用的采购文件中为125工作寿命规定的电压如有必要若得到鉴定机构的特殊批准当证明了在规定电压下工作会导致过量电流通过或过量功耗时任何一个或全部引出端上的外加电压可以降低到不低于规定电压的 50如果降低了电压则应按下式确定寿命试验时间t0100Ta 1005Al100%V%式中Ta调整后的总试验时间ht原来的试验时间 hV%最大的电压减小量在规定电压中占的百分比3.5.6.1 对具有内部热限制的器件的特殊考虑对于具有内部热保护的器件在超过保护的温度下即使延长试验时间也不可能提供长期工作可靠性的真实指示对于这种器件应在规定偏压下的几个不同环境温度中测量外壳温度应根据这些测量来计算结温而工作寿命试验应在这样的环境温度中进行即在规定偏压下该环境温度导致最坏情况下的结温而此结温是指低于器件进入热保护的最低结温510不同级别器件的试验时间由表1005Al规定4 说明有关的采购文件应规定以下内容a.规定的预处理需要时b.如不按3.2规定则规定试验温度环境温度结温或外壳温度c.试验时间若不按3.1规定d.试验的安装若不是正常安装见3e.试验条件和寿命试验线路及其对输入输出偏压和功耗的要求适用时见3.5f.终点测量和中间测量见3.3g.中间和终点测量见3.3的器件失效判据如不按器件规范极限值和批的接收判据h.试验样本见3.4i.完成终点测量的时间如不按规定见3.3j.适用时采用条件F的批准及条件F的特殊最大试验额定值见4bk.条件F的时间一温度条件如不按3.5.6的规定方法1006间歇寿命1 目的本试验的目的是在规定的条件下测定微电子器件的典型失效率或者证实器件的质量或可靠性本试验适用于器件受到开与关之间的电应力周期变化的应用情况而这种周期变化的电应力又导致器件和外壳温度的周期变化2 设备见方法1005A3 程序除施加和去掉电应力为交替进行之外应按方法1005A的全部要求对器件进行试验应突然地而不是缓慢地施加或去掉规定的电输入包括信号和偏压来完成开和关的周期4 说明陈方法1005A的要求外应在适用的采购文件中规定以下内容开和关循环的频率和持续时间方法1007模拟寿命1 目的本试验的目的是在规定的条件下测定微电子器件的典型失效率或证实器件的质量或可靠性该规定的条件指的是温度循环开一关电应力和振动的组合试验条件模拟尽可能接近实际的系统应用和环境2 设备所需设备应按方法1005A的要求但其试验箱应具有规定的温控能力而且还应提供满足规定振动要求的适当设备3 程序应按方法1005A的全部要求进行本试验但温度应循环变化振动应周期地施加及电应力应按开一关周期地施加选择温度范围时应把与被试器件有关的温升考虑进去试验条件 温度范围A 5455B 5471C 5495D 6571E 54125F 0704 说明除方法1005A的要求外有关的采购文件还应规定以下内容a.试验条件见3b.试验分布规定接通时间和转换时间需要时c.总接通时间方法1008A稳定性烘焙1 目的本试验的目的是在不施加电应力的条件下确定高温贮存对微电子器件的影响本方法也可用于筛选程序或作为其他试验之前的预处理本试验不能用来确定其它贮存条件下的失效率为了提高参数退化试验的灵敏度或增进对与时间和温度有关的特殊失效机理的了解可以根据对器件编序列号或在样品总量的直方图分布基础上进行终点测量和适用时的中间测量2 设备本试验所需设备包括一台能在规定温度下恒温的温控试验箱和能进行规定终点测量的合适的电子仪器3 程序应在规定的时间内把器件贮存在规定的环境条件中在规定的时间开始计时之前应有足够升温时间使被试的每个器件总体达到规定的温度在达到规定的试验时间之前的24h如试验时间不到250h则为oh到规定的试验时间之后的72h的时间间隔内应把器件从规定的环境试验条件中移出并使之达到标准试验条件当有规定时应在器件从规定的环境温度移出之后的96h内完成终点测量当有规定时中间测量应在中间的某些时刻进行3.1 试验条件应采用下述规定的试验条件来规定本试验的环境试验温度此规定的试验温度是必须达到的最低实际环境温度在试验箱的工作区内所有器件都应处在该温度下要做到这一点应通过对试验箱结构负载控制或监测仪器的位置以及空气或试验箱的其他环境气体的流动进行必要的调整来保证应对处于全负荷断电状态下的试验箱进行校准而且指示传感器应位于或调整至能反映该工作区内最低温度的位置上若无其他规定至少应采用试验条件C其最短时间和最低温度按表1008A1规定若无其他规定所有其他试验条件的试验时间至少应为24h试验条件 温度最低A 75B 125C 见表1008AlD 200E 250F 300G 350H 4004 说明有关的采购文件应规定以下内容a.试验条件若不是试验条件C见3.lb.试验时间若不是24h见3.lC.终点测量适用时见3d.中间测量适用时见3e.最高试验温度额定值适用时方法1009A盐雾腐蚀1 目的本试验是用加速腐蚀试验来模拟海边空气对器件和封装元件的影响1.1 定义1.1.1 腐蚀corrosion指涂层和或底金属由于化学或电化学的作用而逐渐地损坏1.1.2 腐蚀部位 corrosion site指涂层和或底金属被腐蚀的部位即腐蚀位置1.1.3 腐蚀生成物淀积物 corrosion productdeposit指腐蚀作用的结果即锈或氧化铁氧化镍氧化锡等腐蚀生成物可能在原来腐蚀部位或者由于盐液的流动作用可能流出或蔓延而覆盖非腐蚀区域1.1.4 腐蚀色斑 corrosion stain腐蚀色斑是由腐蚀产生的半透明沉淀物1.1.5 气泡 blister指涂层和底金属之间的局部突起和分离1.1.6 针孔pinhole指涂层中产生的小孔它是完全贯穿涂层的一种缺陷1.1.7 凹坑pitting指涂层和或底金属的局部腐蚀在某一点或小区域形成空洞1.1.8 起皮flaking指小片涂层分离而使底金属显露2 设备盐雾试验所用设备应包括a.带有支撑器件夹具的试验箱该箱及其附件应采用不会与盐雾发生作用的材料玻璃塑料等制做在试验箱内与试验样品接触的所有零件应当用不产生电解腐蚀的材料制做该箱应适当通风以防止产生高压并保持盐雾的均匀分布b.能适当地防止周围环境条件对盐液容器的影响如需要为了进行长时间试验可采用符合试验条件C和D见3.2要求的备用盐液容器c.使盐液雾化的手段包括合适的喷嘴和压缩空气或者由20氧80氮组成的混合气体应防止诸如油和灰尘等杂质随气体进入雾化器中d.试验箱应能加热和控制e.在高于试验箱温度的某温度下使空气潮湿的手段f.空气或惰性气体干燥器g.l3倍1020倍和3060信的放大镜3 程序3.1 试验箱的维护和初始处理试验箱的清洗是为了保证把会对随后的试验结果产生不良影响的所有物质清除出试验箱使试验箱工作在 35土 3用去离子水或蒸馏水进行必要的长时间清洗每当容器里的盐液用完时就应当清洗试验箱某些试验可能在清洗之前进行这取决于盛盐液的容器的大小和所规定的试验条件见3.2当需要做长时间试验见3.2的试验条件C和D时盛盐液的容器可采用备用的容器来补充以便试验不中断清洗后试验箱开始工作时盐液应充满该容器且应对试验箱进行适当地控制使其温度稳定见3.1.4如果试验箱中断工作超过一个星期即使还留有盐液也应废弃而且试验箱在重新开始工作之前应当进行清洗但是如果盐液的pH值和浓度保持在3.1.l中规定的极限之内那么试验箱不连续工作是允许的3.1.1 盐液为了达到3.1.4所要求的淀积速率盐液的浓度应为0.5至3.0重量计的去离子水或蒸馏水溶液所用的盐应为无水氯化钠其碘化钢的质量百分比不得多于0.l且总杂质的质量百分比不得多于 0.3在 35土 3下测量时盐液的pH值应在 6.57.2之间只能用化学纯的盐酸或氢氧化钠稀溶液来调整pH值