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文章來源 : 廣東優科檢測 發表時間:2023-01-29 瀏覽數量:
電子元器件老化篩選是指在一定的環境溫度下、較長的時間內對元器件連續施加環境應力,而環境應力篩選(ESS:Environment Stress Screen )則不僅包括高溫應力,還包括其他很多應力,例如溫度循環、隨機振動等,通過電-熱應力的綜合作用來加速元器件內部的各種物理、化學反應過程,促使隱藏于元器件內部的各種潛在缺陷及早暴露,從而達到剔除早期失效產品的目的。電子元器件老化篩選是屬于環境應力篩選的一種。
1. 對于工藝制造過程中可能存在的一系列缺陷,如表面沾污、引線焊接不良、溝道漏電、硅片裂紋、氧化層缺陷和局部發熱點等都有較好的篩選效果。
2. 對于無缺陷的元器件,老化篩選也可促使其電參數穩定。
1. 常溫靜態功率老化
常溫靜態功率老化就是使器件處在室溫下老化。半導體的PN結處于正偏導通狀態,器件老化所需要的熱應力,是由器件本身所消耗的功率轉換而來的。由于器件在老化過程中受到電、熱的綜合作用,器件內部的各種物理、化學反應過程被加速,促使其潛在缺陷提前暴露,從而把有缺陷的器件剔除。這種老化方法無需高溫設備,操作也很簡便,因此被普遍采用。在器件的安全范圍內,適當加大老化功率(提高器件結溫)可以收到更好的老化效果,并且可以縮短老化時間。
2. 高溫靜態功率老化
高溫靜態功率老化的加電方式及試驗電路形式均與常溫靜態功率老化相同,區別在于前者在較高的環境溫度下進行。由于器件處在較高的環境溫度下進行老化,集成電路的結溫就可達到很高的溫度。因此,一般說來,集成電路的高溫靜態功率老化效果比常溫靜態功率老化要好。
我國軍用電子元器件標準中明確規定集成電路要進行高溫靜態功率老化,具體條件是:在產品標準規定的額定電源電壓、額定負載、信號及線路下進行老化。老化條件是:125±3 ℃,168h(可根據需要確定)。老化過程中至少每8h監測一次。
3. 高溫反偏老化
在高溫反偏老化中,器件的PN結被同時加上高溫環境應力和反向偏壓電應力,器件內部無電流或僅有微小的電流通過,幾乎不消耗功率。這種老化方法對剔除具有表面效應缺陷的早期失效器件特別有效,因而在一些反向應用的半導體器件老化中得到廣泛的應用。
4. 高溫動態老化
高溫動態老化主要用于數字器件,這種老化方法是在被老化器件的輸入端由脈沖信號驅動,使器件不停地處于翻轉狀態。這種老化方法很接近器件的實際使用狀態。
高溫動態老化有兩種基本試驗電路:串聯開關和并聯開關試驗電路。
串聯開關試驗電路又稱“環形計數器”電路。其特點是:把全部受試器件的輸出輸入端串聯起來,組成一個環形計數電路。由于前級的輸出就是后一級的輸入,即后一級就是前一級的負載,這就無須外加激勵信號和外加負載,故設備簡單,容易實現。缺點是任一被試器件失效,都會使整個環形系統停止工作,使試驗中。直到換上新的試驗電路或短接有問題的器件,試驗才恢復正常。
并聯開關試驗電路的特點是,被測器件與激勵電源相并聯,因此每個被試器件都能單獨由外加的開關電壓來驅動,每個被試器件的輸出端均可接一模擬最大值的負載,從而克服了串聯開關老化的缺點。
高溫動態老化的試驗條件一般是在最高額定工作溫度和最高額定工作電壓下老化168~240h。例如:民用器件通常為幾小時,軍用高可靠性器件可選擇100~168h,宇航級器件可選擇240h甚至更長的周期。
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