GB T 4937-1995 半导体器件机械和气候试验方法.pdf

1、前言本标准是根据电工委员会 半导体器件机械和气候试验方法 和修改单对 进行修订 修订的标准与 标准等同该标准内容较多因此在标准文本前面增加了目次便于查阅本标准中章条图号和表格与 标准等同便于和国际标准接轨本标准由中华人民共和国电子工业部提出本标准由全国半导体器件标准化技术委员会归口本标准起草单位上海市电子仪表标准计量测试所中国电子技术标准化研究所本标准主要起草人倪月琴王长福前言修改单由 半导体器件技术委员会和 集成电路分会制定本修改单的文本以下列文件为依据六月法表决报告 二月法表决报告本修改单认可的所有表决资料可在上表所列的表决报告中找到 修改单由 中半导体器件技术委员会制定删除 表决报告本修

2、改单认可的所有表决资料可在上表所列的表决报告中找到中华人民共和国国家标准半导体器件机械和气候试验方法代替国家技术监督局 批准 实施第 篇总则范围和用途本标准列出了适用于半导体器件 分立器件和集成电路 的试验方法 使用时可从中进行选择 对于非空腔器件 可以要求补充的试验方法注 非空腔器件是指器件结构中封装材料与管芯的所有暴露表面紧密接触且没有任何空间的器件本标准已尽可能考虑了 基本环境试验规程目的确定统一的优选试验方法及应力等级的优选值以便评价半导体器件的环境性能如本标准与有关规范相抵触时应以有关规范为准术语定义和文字符号引用下列标准电工电子产品基本环境试验规程 总则电工电子产品基本环境试验规程

3、 试验方法电工电子产品基本环境试验规程 导则电工电子产品着火危险试验 针焰试验方法半导体器件 分立器件和集成电路半导体器件 集成电路标准大气条件引用 电工电子产品基本环境试验规程 总则除非另有规定 所有试验和恢复应在 中 和 规定的标准大气条件下进行 其条件是温度相对湿度 适用时气压所有的电测量以及测量之前的恢复应在下列大气条件下进行温度相对湿度 适用时气压基准试验应在下列标准大气条件下进行温度相对湿度气压在进行测量之前应使样品贮存直到温度平衡为止测量过程中的环境温度应在试验报告中加以说明在测量过程中样品不应受到气流 光照或可能引起误差的其他影响外观检查和尺寸检验外观检查目的验证材料的物理性能

4、 器件的设计 结构标志和工艺与适用详细规范的要求范围本试验适用于器件制造商的出厂检验或用户的进厂检验光电器件的光学系统附加要求必须在适用处加以说明定义缺损包封材料中由无意损坏产生的凹坑试验设备本试验使用的设备应能证实器件是否符合要求 该设备可以放大 倍而且有相当大的视场例如带照明的圆形放大镜试验方法根椐适用规范和 中列出的判据要求 应放大 倍除非另有规定 视野能看见整个器件的条件下对器件进行检查 若怀疑器件附着外来物时可用流速最大为 的清洁过滤空气 抽气或吹气处理若器件对静电敏感时则用离子化空气失效判据如果器件出现以下任一情况则判为不合格器件型号 引出端标识 标志 内容位置和清晰度 材料结构和

5、工艺不符合适用的规范要求由于制造 操作或试验中所引起的缺陷或损坏包封中的损坏凹坑或裂纹 包封表面的裂纹 划伤 缝隙 气泡不应构成失效除非这些缺陷影响包封性能或与本方法其他判据如标志 涂层等相违背表面有线度大于 或深度超过 的缺损 除非另有规定例如对超小型包封缺损使密封玻璃 缺损前此部份不暴露或设计上不应暴露的内部材料诸如引线架或导电层暴露可见的腐蚀污染或破损的迹象 引线折断密封破裂玻璃弯月形除外 电镀层的剥落 起皮气泡等缺陷 电镀层退色不应构成失效除非有起皮针孔或腐蚀的迹象 对非常小的管壳在有关规范中可规定更严格的要求引线未对准或改变了原来的正常位置 或引线有急弯或未加规定的弯曲 带状引线对正

6、常引线平面有扭曲引线上沾有诸如漆或其他粘合物之类的无关材料有关规范应给出的内容下列细节在适用的文件中规定标志和引出端或管脚标识要求 见详细的外观要求在图上规定缺损尺寸 若不同于 的规定尺寸检验有关规范所给出的尺寸必须检验电测量对于环境试验而言 应从 或 有关接收和可靠性 章节中选择要检查的特性 各种器件类别均规定了需检查的特性测量条件 见 或 有关接收和可靠性 章节中的耐久性试验条件表初始测量如果只要求规范上限判据和或 规范下限判据时 制造厂可自行决定是否进行初始测量当以各个器件的各个值为判据时则应进行初始测量环境试验过程中的监测适用时才规定最后测量当有关规范要求把某项试验作为一组试验分组的一

7、部分时 只要求在该组试验终了时进行测量对于某些试验 例如可焊性或引线疲劳 则可采用电参数不合格的器件第 篇机械试验方法根据器件类型和封装形式来选择适合的试验方法 有关规范应规定哪些试验是合适的引出端强度引用 电工电子产品基本环境试验规程 试验 引出端及整体安装件强度拉力本试验应按试验 的规定其特殊要求如下在 条中改为试验后 放大 倍进行检查如果出现断裂密封弯月面处除外 松动或引线或引出端 与器件管体之间相对移动时 器件应拒收弯曲本试验应按试验 的规定其特殊要求如下在双列直插式封装或类似封装结构使得采用方法 进行试验是困难的或行不通的情况下 对于这种管体封装结构只推荐 条 方法扭力本试验应按试验

8、 规定其特殊要求如下方法应采用方法 严酷度 或方法失效判据当去掉应力之后将其放大 倍进行检查时出现任何断裂 密封弯月面处除外 松动或在引出端与器件管体之间出现相对移动 都应视作器件失效转矩螺栓的转矩试验本试验应按试验 的规定 其特殊要求如下如果器件出现下列情况中的任何一种该器件就应视为失效螺栓破裂或伸长超过螺矩的有螺纹磨损或管座变形的迹象试验后器件通不过电测量 如果适用引出线的转矩试验 新的试验目的确定器件经装配后 在检查或维修过程中引出端可承受的外加扭力的能力试验方法器件应牢固地固定并在被试引出端上缓慢地施加转矩或扭力直至扭转角达到 或达到规定的转矩 以首先出现的状态为准然后将 的转矩加到距

9、管体 的引出端上 或加在离引出端末端 以内 如引出端不足 时的地方 使引出端恢复到原来位置应在每个方向上施加转矩当器件具有靠近管体形成的引出端时 可在距引出端根部 处施加转矩最后测量试验后将其放大 倍进行检查 如果引出端出现断裂松动或者引出端与管体之间出现相对移动的任何迹象器件应拒收有关规范中应给出的内容被试引出端的选择及数量锡焊引用 电工电子产品基本环境试验规程 试验 锡焊试验方法可焊性本试验应按试验 的规定其特殊要求如下当选择方法 时引出端经受焊槽法 引出端浸入槽内到离器件底平面 以内或浸入到有关规范中规定的其他距离注 当浸入的长度距器件底平面达不到 时 则可采用其他失效判据并应加以规定当

10、选择方法 时引出端经受 号烙铁头的烙铁焊接法 烙铁焊接处与器件管体的距离应按有关规范的规定烙铁焊接的时间应为当选择方法 时引出端经受焊球法 各引出端均在离器件管体 的点上进行试验 引线应在 时间内沾上焊料良好润湿的判据在放大 倍进行观察时 润湿表面应覆盖一层平滑而光亮的焊料涂层其分散的缺陷如针孔或未润湿面积的痕迹不大于 这些缺陷不应集中在一处老化有关规定中需加速老化时 优先采用 老化 可使用老化 不使用老化 和去湿 按试验 第 条除非有关规范要求试验不作强行规定耐焊接热本试验应按试验 的规定其特殊要求如下方法应采用浸入时间为 的方法 或应采用方法塑封表面安装器件 耐潮气和焊接热组合影响目的本节

11、提供评价塑封表面安装器件 耐焊接热试验方法 本试验是破坏性的一般说明焊接热产生的潮气气压在存贮期间吸收的潮气 能导致塑封表面安装器件 塑封外壳破裂和电气性能失效 这些问题需要评定 在本方法中 浸在潮气环境后以评价器件的耐热性能 此环境模拟器件储存在仓库或干燥的包装箱中吸收的潮气试验设备和材料潮湿箱潮湿箱应能提供一个按照 中所规定的温度和相对湿度的环境回流焊接装置气相焊接装置和红外回流焊接装置 能提供按照 和 所规定的焊接热温度分布图在经受焊接热过程中 如图 对封装表面的温度分布进行测量来调整回流焊设备注粘合剂必须具有良好的热导率图 样品的温度分布测量法基座在有关规范中除非另有规定诸如 铝环氧

12、玻璃纤维聚酰亚胺或者金属网等板材都能作为基座样品用普通的方法安装在图 所示的位置上焊槽焊槽按照 给出的焊接热条件气相焊接的溶剂应采用全氟异丁烯焊剂在有关规范中除非另有规定 按照 附录 中规定 焊剂含 重量的松香和重量的异丙醇焊料焊料的成分按照 附录 中规定程序初始测试外观检查外观检查按本标准第 篇第 章的规定电性能测试电试验按有关规范要求进行预处理样品在 或低于该温度的最高额定温度下进行烘焙注 如果温度低于 必须预处理 以上潮气浸渍根据 要求潮气浸渍温度为 相对湿度和浸渍时间在下列表中选择方法 温度 相对湿度 浸渍时间焊接热除非在有关规范中另有规定样品在潮气中浸渍结束后 内经受焊接热试验 按照

13、相应规范从本条 中选择焊接热试验方法及条件无论选择哪一种方法应由一个循环组成汽向焊加热法准备样品安装在基座上预热除非另有规定 样品应在气相焊接装置内以 的温度预热焊接热进行预热后 样品的温度应升高当样品温度升至 时应恒温 见红外回流焊加热法准备样品安装在基座上预热除非另有规定 样品应在红外加热回流焊接装置内以 的温度预热焊接热预热后 样品温度应升至最高点 然后降至室温 见预热后 应按 图 给出样品温度焊焊槽加热法浸入焊剂在室温下将样品的引出端浸入焊剂中焊料表面的清洁用一种不锈钢刮刀或等效的工具把熔融焊料的表面刮净浸入焊槽除非在有关规范中另有规定 样品应如图 所示浸入熔融焊料其深度为 浸入和取出

14、速度为 根据焊接工艺的实际情况 从下表中选择温度和浸入时间去除残余焊剂浸入焊槽后 残余焊剂应去掉图 浸入方法方法 焊料温度 浸入时间 备注单波单波双波恢复如果在有关规范中规定要恢复样品应在标准大气条件下恢复恢复时间按规范规定最后测试外观检查本标准第 篇第 章规定 试验后应进行外观检查电性能测试按有关规范规定 应进行电性能测式有关规范应给出的内容基座材料焊剂的成份失效判据 和预处理潮气浸渍焊接热的方法和条件浸入和取出的深度和速度恢复条件潮气浸渍的说明潮气浸渍导则表中给出的方法 和方法 是用作 器件的鉴定试验 而方法 则用作验收试验方法 适用于干燥包装的 器件而方法 则适用于非干燥包装存放在标准大

15、气条件下的器件用方法 的条件潮气浸渍后 进行焊接热而发生包封开裂时 建议该器件进行干燥包装或存放在干燥的大气中如果用方法 条件潮气浸渍后 由于焊接热而发生包封开裂 建议该器件焊在 上之前进行预烘干潮气浸渍条件的考虑依据包封中的潮气是由于进入树脂中的水份扩散而产生的 由于在焊接过程中包封开裂从管芯焊片或管芯附近发生 因此需要对树脂潮气含量进行测定 在温度 相对湿度 下的潮气浸渍的例子示于图 图 给出从包封背面到管芯焊片 树脂厚度若为 饱和需为了模拟器件干燥包装或仓库贮存 月 月焊接热试验必须达到饱和水气进入树脂的扩散速度仅取决于温度 已知图 定义的树脂厚度 下潮气的饱和时间与树脂厚度的关系如图

16、图 表明对一般 器件树脂厚度采用 潮气需要浸渍时间为如图 所示树脂中饱和潮气含量取决于温度和相对湿度之间的关系 用图 能够决定潮气浸渍要求的相对湿度 以致 下潮气含量能够对应于室温下的潮气含量 如表 所示 用图 决定焊接热试验的潮气浸渍条件图 给出了在潮气浸渍和在实际贮存条件下管芯或管芯焊片附近树脂的潮气含量表 实际贮存条件和焊接热试验前等效的潮气浸渍条件的比较方法 实际贮存条件 在 下潮气浸渍的相对湿度典型温度 相对湿度典型温度 相对湿度图 在 下潮气扩散的过程注 或 哪个较厚取决于树脂厚度图 树脂厚度的确定图 下潮气浸渍时间与树脂厚度的函数关系图 温度与树脂的饱和潮气含量的关系图 在几种条

17、件下 管芯焊片或管芯附近树脂中潮气含量与树脂厚度的关系器件的潮气含量 常用来指示 的潮气含量 然而 的测量应小心地采用 这是由于下列原因如果 是稳定的由于器件贮存条件的不同器件表面含有大量潮气 而内部是干燥的反之亦然如果树脂潮气含量是稳定的 根据器件中树脂的比例 是变化的潮气含量测定程序之类器件的潮气含量测量程序器件称重精确到每个器件按有关规范中允许采用的贮存温度绝对最大额定值 器件在 下干燥 或 下干燥允许器件在 内冷却至室温器件重新称重器件的潮气含量 以下列等式计算回流焊接热的温度分布图气相焊接的温度分布图用气相焊接的器件焊接试验应按图 所示的温度分布图进行红外回流焊接的温度分布用红外回流

18、焊接的器件的焊接试验应按图 所示的温度分布图进行图 气相焊接的温度分布图 图 红外回流焊接的温度分布图正弦振动引用 电工电子产品环境试验 第 部分 试验方法试验 和导则振动正弦本试验应按试验 的规定其特殊要求如下试验过程中器件的引线和管体应牢固固定扫描持续时间加速度频率范围每个轴向的循环次数冲击引用 电工电子产品环境试验 第 部分试验方法试验 和导则冲击本试验应按试验 的规定其特殊要求如下应从下表中选择适当的条件选择时要考虑到器件的质量及内部结构峰值加速幅度 持续时间 波 形半正弦波半正弦波半正弦波器件应在三个互相垂直轴的两个方向上都承受三次连续冲击 即冲击总次数为 次垂直轴的选择应使失效能充

19、分暴露在试验的过程中器件的管体和引线应牢固地固定恒定加速度引用 电工电子产品基本环境试验规程 试验 恒加速度试验方法电工电子产品基本环境试验规程 试验 恒加速度试验方法本试验应按试验 的规定其特殊要求如下安装按照 电工电子产品环境试验 第 部分试验方法 元件 设备和其他产品在冲击 碰撞 振动 和 和稳态加速度 等动力学试验中的安装要求和导则 中的第章 管壳应夹紧引线加以约束除非另有规定 应沿着一个轴向施加加速度 时间至少 轴向的选择应使力加在使管芯拉脱的方向优选的严酷度键合强度试验概述目的用来测定键合强度或确定是否符合规定的键合强度的要求试验的一般说明介绍六种方法每种方法都有各自的用途方法 和

20、方法 用于直接对内引线施加拉力 以试验器件内部的键合强度方法 用于器件外部的键合 它是在引线或引出端 与底盘 或基片之间施加剥离的应力方法 用于内部键合 它是在芯片和基片之间或对类似的面键合结构施加剪切应力方法 和方法 用于外部键合 它是在芯片和基片之间施加推脱应力或拉脱应力试验装置说明适用于所有方法该试验装置应由适用的装置组成 即能按试验方法的要求把规定的应力加到键合点 内引线 金属丝或引出端上在失效时应能指示所加的应力 试验装置应经过检定精度为 测量 以内的应力应具有 的精度而测量 之间的应力则应具有 的精度 测量超过 的应力其精度应为指示值的方法 和方法 也见本条附录范围本试验适用于管壳

21、内部的金属丝与芯片金属丝与基片或金属丝与引出端的键合 此类半导体器件的金属丝连接是采用焊接热压焊超声焊和其他键合技术试验方法的一般说明方法 金属丝拉力 分别施加于各键合点上把连接芯片和基片的金属丝剪断 以便得到供拉力试验用的两个端头 在金属丝较短的情况下 要在靠近金属丝一端外剪开 以便在另一端进行拉力试验 金属丝应用适合的夹具紧固 并按如下方式将单一的拉力作用到金属丝或夹具当金属丝被夹具夹紧时 上 在楔形键合的情况下 施加拉力的作用方向与芯片 或基片 表面法线方向的夹角不大于 或在针脚焊 平缝焊 的情况下 拉力的作用方向与芯片 或基片 表面水平方向的夹角不大于方法 金属丝拉力 同时加在两个键合

22、点上将一个弯钩伸入连接芯片 或基片 与引出端的金属丝下面 当夹紧器件时将拉力加在弯钩上 拉力基本上施加在金属丝的中央其拉力的方向应与芯片 或基片 表面的法线或与两键合点间连线的垂直线的夹角不大于试验的拉力应逐步施加到金属丝拉断或键合点开裂 或直到规定的最小拉力为止失效判据为决定能否接收应记录金属丝拉断或键合点开裂时的拉力数值并与表 中给出的数值进行比较 见注按另一种方法把拉力增加到规定的最小值 见注 如果金属丝既未拉断而键合点也未开裂 则可以认为此键合通过了拉力试验注 在有关的场合 例如方法 应采用附录中给出的有关数据修正拉力值表试验方法金属丝成分和直径最小拉力密封前 密封后和其他工艺或筛选适

23、用时垂直于芯片 平行于芯片垂直于芯片平行于芯片或或或或或见图注对于带状引线其试验条件与截面积相等的圆引线的直径的条件相同进行密封后的开帽检验时 要小心切勿损坏键合点失效的分类当规定时 金属线或键合点断裂应按如下分类金属线在颈缩点断开 由于键合工序引起截面减小金属线在颈缩点以外断开在芯片键合处在金属线与金属化之间的界面上失效在基片管壳接线柱或芯片以外其他任何点的键合处 在金属线与金属化之间的界面上 失效金属化层从芯片翘起金属化层从基片或管壳接线柱翘起芯片断裂基片断裂注 方法 不推荐用来测量键合强度的绝对值 见本条附录 但该方法可在生产过程中用作键合质量的比较试验方法范围本试验通常用于器件封装的外

24、部键合方法 键合的剥离应按这样的方式夹紧或固定引线 或引出端和器件的管壳在引线 或引出端 和管座 或基片 之间施加一规定角度的剥离应力 除非另有规定所用的角度为拉力应逐步增加到引线或引出端或键合点断裂 或达到最小的拉力失效判据为了确定能否接收 应记录键合断裂时的拉力值并与表 给出的值进行比较施加拉力时只有键合本身首先出现失效 试验结果才是有效的 键合本身的断裂算作失效便是最好的例子另一种方法是将拉力增加到规定的最小值 如果引线或引出端 或键合点均未断裂 便可认为该键合已通过该试验失效的分类当规定时 引线 或引出端 或键合点断裂应按如下分类引线或引出端 在变形区断裂 焊接影响区引线或引出端 在非

25、键合工序影响区断裂键合界面处的失效在焊料中 或在引线或引出端 和与之键合的基座 或基片 导电层之间的焊接界面处导电层从基座或基片 上翘起基座或基片内的破裂方法范围本试验通常用来检验面键合结构的半导体芯片和基片之间的内部键合 本试验也可用来检验基片和安装芯片的中间载体即第二基片 之间的键合方法 键合剪切力 适用于倒装片用适当的工具或劈头与刚好高出主基片处的芯片 或载体 接触沿垂直于芯片或载体 的一边并平行于主基片的方向上施加应力由于剪切应力导致键合失效力应逐步增加到键合破裂 或一直增加到 中的最小力失效判据为了确定能否接收 应记录键合破裂时的应力值它不应小于 乘以键合点个数 施加力时只有各键合点

26、本身首先出现失效 试验结果才是有效的 键合本身的断裂算作失效便是最好的例子另一种方法是将力增加到 乘以键合点个数 如果键合点和基片 或芯片均未断裂便可认为该键合已通过该试验失效的分类当规定时 失效应按下列分类键合材料或键合基座的失效 适用时芯片或载体 或基片碎裂 即紧靠键合点下方的一部分芯片 或基片 发生移动金属化层翘起 即金属化层或键合基座与芯片 或载体或基片分离方法 和方法范围本试验适用于梁式引线器件方法 通常用于工序控制和半导体芯片键合到专门预制的基片上的样品 因而该方法不适用于生产批或检验批的随机抽样方法 通常用来检验梁式引线器件的样品 这类器件已被键合在陶瓷基片或其他合适的基片上方法

27、 推脱试验应采用一个带孔的金属化基片其孔开在基片的中心 孔要足够大以供作推脱工具的塞孔 但又不能大得妨碍键合面积 推脱工具应足够大 以尽可能减少器件在试验过程中的破裂 但又不可使其大得接触到固定在键合区中的梁式引线基片应牢固地加以固定且推脱工具通过孔而插入 推脱工具与器件接触时应没有明显的冲力小于 然后以恒定的速度向键合着的器件的下底面施加力直至达到 条中规定的值或直到发生失效为止方法 拉脱试验经检定的拉脱设备应包括一个拉脱工具 例如 一个镍铬合金线电热环 它与梁式引线芯片上面的硬质凝固粘附材料 例如 热敏聚醋酸乙烯酯树脂胶相联 操作时应小心 要保证粘附材料不要沿着梁式引线流动或漫延到芯片底部

28、 基片与拉脱工具应牢固地固定 拉脱工具应与粘附材料形成牢固的机械连接 加到器件上的拉力与法线的夹角不应大于 其数值至少应增加到下面 条的规定值或直至拉到芯片上表面在基片上方 左右方法 和方法 失效判据半导体芯片破裂梁式引线从半导体芯片上翘起梁式引线在键合处断裂在半导体芯片边缘处梁式引线断裂处在半导体芯片边缘和键合点之间的梁式引线断裂键合点从基片上翘起金属化层翘起 金属化层与芯片或键合区分开施加的力两种方法对于键合前非变形的标称梁宽 每毫米 直线的加 的力 键合强度由断裂应力除以键合前总的标称梁宽来确定在有关规范中应给出的内容当有关规范要求进行这项试验时 应根据其试用情况给出下列详细说明试验方法

29、试验过程 断裂应力或所加应力的预定值最小键合强度每只器件上受试键合点的数目和选择以及器件的数量对于试验方法 则应规定键合点剥离角度如果不是 时和相应的最小键合强度的附录导则方法作为一般导则平缝焊键合通常应施以剪切应力而球焊键合则应施以拉伸应力方法实际加到键合点上的力随键合点之间的引线环长度 即图 中的参数 和 以及键合点之间的垂直距离 而发生很大变化 如果引线环很短即使加到弯钩上的力小于极限值仍可容易地超过引线的断裂负荷 例如 从下面给出的公式可以看出当加到弯钩上的力 为 且时加到引线上的拉力 约为 在这种情况下 直径为 的金丝引线 在键合点破坏以前 就可能先被拉断 如果 减小到 时 则引线上

30、的拉力 仍为左右应采用上述内容来考虑器件的典型键合图形与表 中所列的数值是否相符图芯片剪切强度试验目的芯片剪切强度试验的目的是为了确定把半导体管芯或钝化元件粘结到管座或其他衬底上所用材料和工艺的牢固性注 本试验是基于加到管芯或元件上力的大小和失效时的失效类型 失效类型是由所加力的大小和观察到的残留管芯粘附介质和管座 衬底金属化的多少来决定的本方法不适用面积大于 的管芯试验设备的说明本试验设备应具有加力仪或者为直线加力仪 或者为杆臂圆盘加力仪此外该设备还具有如下特性接触工具能把力均匀地加到与管座或衬底安装面相垂直的管芯侧面 见图 在接触工具上可使用柔软材料以保证加力是均匀的见图精度为满刻度的 或

31、 取较大者有显示所加力的装置一种配有适当光源的装置 试验时用来对管芯和接触工具进行外观检查 例如 倍放大镜相对管座衬底的固定夹具和管芯接触工具 设备应具有转动能力 以便接触工具与管芯整个侧面是平行的线接触 见图注 接触工具的柔软表面把力分配给芯片的不规则侧面图 接触工具的柔软表面平面图注 芯片接触工具或器件可以旋转 以保证平行对准图 工具与芯片对准 平面图注 接触工具把力加在与管座 衬底相垂直的芯片侧面图 选择与接触工具相接触的芯片侧面 仰角试验方法采用 的设备并遵循以下的注意事项对管芯施加足以使其从管座上剪切的力或对管芯施加规定的最低剪切强度二倍的力 以小的力为准当使用直线加力仪时 加力方向

32、应平行管座或衬底平面 并垂直被试管芯当使用杆臂圆盘加力仪加试验要求的力时 应围绕杆臂轴旋转并且移动与管座或衬底平面平行 与被试芯片侧面垂直 接触工具应接在杆臂的适当距离处 以保证加力的精度管芯接触工具应对管芯的侧面加力 应选与管座或衬底 管芯焊到此管座上 的夹角最接近的管芯侧面作受试面见图在接触工具与管芯接触后的整个加力时间内接触工具的相对位置不应垂直移动 以免与管座衬底芯片焊接材料接触 如果接触工具在管芯上方滑脱可以用一个管芯代替或原管芯重新定位 但要符合 的要求失效判据如在试验中出现下列任一判据 则芯片的剪切强度被判为不合格在有关规范中除非另有规定 在施加了不大于下列所示的力后管芯分离芯片

33、面积芯片面积 芯片面积芯片面积 不适用见对芯片施加了小于 中所述 倍的力管芯分离且粘在管芯上的焊接介质少于对芯片施加了小于 中所述 倍的力 管芯分离且粘在管芯上的焊接介质少于注 粘在管芯焊接介质上不连续的半导体材料应计入上述的粘附面积要求如规定达到分离力和分离种类应加以记录分离种类芯片剪切时仍残留管芯材料芯片与焊接介质分离管芯和管芯焊接介质从管座分离有关规范给出的内容当有关规范要求进行这项试验时 应给出以下细节如果不同于 中所给出的 应给出芯片最小粘附强度被试器件的数目和接收判据如适用数据记录要求 见第 篇气候试验方法根据器件的类型和封装的形式来选择合适的试验方法有关规范应规定选用哪些试验方法

34、应选择的温度对于分立器件从 半导体器件 分立器件和集成电路第 部分总则的第 章第 条中选择对于集成电路从 半导体器件 集成电路 第 部分总则的第 章第 条中选择温度变化引用 电工电子产品基本环境试验规程 试验 温度变化试验方法快速温度变化 两箱法本试验应按试验 的规定其特殊要求如下允许使用满足规定条件的单个试验箱每个试验箱的容量及负载应能使样品放进箱内后 在 内达到规定的暴露温度应考虑试验样品及其运载装置的热时间常数低温 半导体器件的最低贮存温度高温 半导体器件的最高贮存温度这些温度加上误差不应超过额定值暴露时间 若样品在 内达到暴露温度则暴露时间 为 否则 应在样品达到热平衡后暴露 在任何情

35、况下 样品达到热平衡的时间不得大于 允许使用自动设备 此设备转换时间 将小于 否则将采用 标准转换时间初始测试机械试验无电试验 按有关规范规定最后测试电试验与耐久性试验相同进行外观检查以便发现裂缝 破裂和松动的零件快速温度变化 两液槽法本试验应按试验 的规定其特殊要求如下优选温度 应选择该温度范围的合适液体贮存在高温下引用 电工电子产品基本环境试验规程 模拟贮存影响的环境试验导则样品应在有关规范给定的最高贮存温度 下贮存 在有关规范中若无其它规定贮存试验的时间应从 第 章第 节 条给出的时间中选择 对分立器件而言 或从第 章第 节 条给出的时间中选择对集成电路而言试验后 应按有关规范的规定进行

36、测量低气压引用 电工电子产品基本环境试验规程 试验 低气压试验方法本试验应按试验 的规定其特殊要求如下除非另有规定本试验只适用于工作电压高于 的器件预处理无初始测试 按有关规范的规定从试验开始即开始减压前 就应把规定的最高电压加到规定的引出端上气压 或 时间不适用在试验过程中 应监测由局部击穿引起的附加漏电流 外观检查可给出补充内容恢复 在标准的大气试验条件下恢复 见本标准第 篇第 章最后测试 按有关规范的规定循环湿热引用 电工电子产品基本环境试验规程 试验 交变湿热试验方法本试验应按试验 的规定其特殊要求如下正在考虑中稳态湿热稳态湿热引用 电工电子产品基本环境试验规程 试验 恒定湿热试验方法

37、本试验应按试验 的规定其特殊要求如下修改试验 的第 条目的 为了评估半导体器件在非饱和湿热下的表面状况如表面涂层修改试验 的第 条内容如下详细规范给出的内容预处理程序 无试验前进行的检查机械性能检查 无电性能检查无外观检查器件放入试验箱以前 应加热到高于箱内的温度以避免在器件上凝露 当温度交变时 在器件放入箱内前 箱内温度必须是环境温度严酷度 或 和 优先在试验过程中的负荷 加电工作 无在试验过程中的电性能和机械性能以及进行检查的周期 无消除样品表面湿气的特殊措施如果适用时恢复本试验完成后 在进行最后测量以前 样品应在试验的标准大气条件下 见第 篇第 章恢复 除非详细规范另有规定恢复以后进行的

38、检查电性能测试按详细规范要求在 内完成 当详细规范规定时应进行腐蚀和标志清晰度的外观检查注本试验不用来评估半导体器件的内部特性本试验的蒸汽压大约为加速稳态湿热目的以加速的方式进行稳态湿热试验 它是评价非空腔或环氧密封空腔器件耐湿热退化的能力和加偏压下湿热的影响而不是用来评价外观的侵蚀注 非空腔器件见本标准的第 篇第 章所作定义一般说明本试验根据严酷度要求使样品经受 至 的非饱和湿热 如规定 则施加偏置电压性能退化是由于水气被封装材料吸收 形成湿气膜或湿气沿物理结渗透所致试验箱试验箱应为这样的结构试验箱的温度和湿度可用安置在工作区内的传感器进行监控工作区内的温度和相对湿度是均匀的 且维持在规定温

39、度的 和规定相对湿度的注 的温度误差是考虑到温度测量的绝对误差温度的缓慢变化和工作区的温度不均匀性等因素 为维持所需的相对湿度 短时间的温度波动需保持在 以内冷凝水需连续地从箱内排出 未净化以前不得重复使用冷凝水不能滴在样品上所用水的电阻率应不低于严酷度试验条件见注 持续时间温度 相对湿度 严酷度 严酷度 严酷度 严酷度 严酷度注 引起的蒸气压力大约为偏压如有规定在暴露过程中 器件应加上偏置电压 确定合适的偏置电路组态原则 按重要性见注递减的顺序排列如下功率尽可能小在工作范围内电压尽可能高芯片相邻的金属化线之间的电压差尽可能的高例如数字器件同一门的相邻输入电位应是一个高 一个低注 最高应力条件

40、应对应于零功率下器件工作范围内的最高允许电压和芯片上相邻金属化线之间的最高允许电压如果器件的耗散功率不能下降到低于 偏置电压应周期性施加 通电断电周期应予以规定 优先采用 通电 断电应在规定的整个试验持续时间内将偏置电压加在样品上 当使用周期性的加偏压时 整个试验持续时间应与非周期性试验规定的时间相同包括通电和断电时间当准备把样品从试验箱取出时 在样品冷却到室温前 必须一直加上偏置电压 除非对于给定器件的类型和试验条件能证实当撤去偏置条件下进行冷却时器件特性不发生显著的变化试验程序初始测量暴露试验前规定的初始测量应在标准大气条件或规定的大气条件下进行条件试验样品放置在箱体内距表面至少 处 且不

41、受发热体的热辐射恢复除非在详细规范中另有规定本试验条件完成后在进行最终测量之前 样品应在试验标准条件见第 篇第 章 和正常大气压下恢复最终测量当详细规范要求时样品应进行外观检查和电性能机械性能检验测量可在恢复时间结束之后进行 但全部测试必须在恢复期之后的 内完成详细规范给出的内容当有关规范要求进行本试验时 应根据其适用情况给出下列详细规定严酷度偏置电压 规定时通电断电周期如适用初始测量最终测量强加速稳态湿热目的以强加速方式用非饱和气体进行稳态湿热是为了评价非空腔器件在湿热下耐性能退化的能力和评价加偏压下湿热的影响 该试验不应用于评价外观的侵蚀影响一般说明本试验使样品在相当短的周期经受很高的非饱

42、和湿热 如果有规定应加偏置电压 试验严酷度由温度相对湿度和时间确定 注意不要采用已达封装材料玻璃的临界温度性能退化是由于水气被封装材料吸收 形成湿气膜或湿气沿物理结渗透所致试验箱试验箱应是一个湿度 压力容器 蒸压器 其结构为能产生 以上的蒸汽压不饱和且符合 给出的值试验箱的温度和湿度可用安置在箱内适当位置的传感器进行监控工作区的温度和湿度是均匀的 并保持在 所给定的允差范围内冷凝水不能滴在样品上水的电阻率应不低于严酷度等级试验条件 时间温度 相对湿度 严酷度 严酷度 严酷度注 对应于等级 的蒸汽压分别大约为 或偏置电压在暴露过程中 如有规定样品应在工作范围内 考虑到安全要求 应加上偏置电压确定

43、合适的偏置电路组态的原则按重要性见注 递减的顺序排列如下功率尽可能小电压尽可能高芯片上相邻的金属化线之间的电压差尽可能的高 例如数字器件同一门的相临输入电位应是一个高一个低注 最高应力条件对应于零功率下器件工作范围内的最高允许电压和芯片上相邻金属化线之间的最高允许电压如果样品的功耗不能减至 以下应周期性施加偏置电压 通断周期应予以规定 优先采用通电 断电应在规定的整个试验持续时间内 将偏置电压加在样品上当使用周期性的加偏置电压时整个试验持续时间应与非周期性试验规定的时间相同 包括通电和断电时间当准备把样品从试验箱取出时在样品冷却到室温前 必须一直加上偏置电压 除非对于给定器件的类型和试验条件能

44、够证实当撤去偏置条件下进行冷却时 器件的特性不发生显著变化试验程序初始测量当详细规范要求时样品应进行外观检查和电性能机械性能检验条件试验样品应放置在箱体内距表面至少 且在不受发热体幅射的地方试验箱首先加热至沸水温度 且在大气压力下保持然后 试验箱应加热到要求的温度此时水蒸汽保持不饱和试验持续时间应在压力 湿度和温度达到稳定时开始计时 加热和稳定时间应在 内达到将热源和湿气源充分关闭 在 内降低气压 然后将样品从箱内取出 见恢复除非详细规范另有规定本试验条件完成后 在进行最终测量之前样品应在试验标准条件 见第篇第 章和正常大气压下恢复最终测量当详细规范要求时样品应进行电性能和机械性能检查测量可在

45、恢复时间结束后进行但全部测量应在恢复期之后的 内完成详细规范给出的内容当详细规范要求进行这项试验时 应根据其适用情况给出下列详细规定等级 或严酷度 或偏置电压如适用通电一断电周期初始测量最终测量温度湿度组合循环试验引用 电工电子产品基本环境试验规程试验 温度湿度组合循环试验方法本试验应按试验 的规定其特殊要求如下试验的一般说明当要求时 为研究电化学腐蚀的可能性在器件绝缘层和 或 电负载上施加极化电压时应做好准备试验装置的说明注 对于在 下冷却期间 无湿度要求是正确的 如果在分离的试验箱中进行试验时则不必搅动空气试验程序辅助干燥为了确定初始测试是在干燥条件下进行的可规定在 下初始干燥的时间为机械

46、的预处理机械的预处理不是强制性的若进行这样的试验应按本标准第 篇第 条中叙述的弯曲试验进行循环的说明定时应具有 的误差如果采用单个试验箱 其温度应在 内从 下降到 并且应在低温值下至少保持最后测试在温度为 和相对湿度为 的高湿度下进行测试 如果有规定 可加特别的保护措施 只有在规定时样品才能从湿度试验箱中取出测量 但必须在取出后 内测完有关规范中应给出的内容附加的预处理程序指明上述的高湿度测试条件是否需要密封加压浸渍试验引用 电工电子产品环境 试验 密封本试验应按试验 的规定其特殊要求如下试验液体 甲醇和 水的混合剂再加洗涤剂试验液体的温度为压力处理时间清洗液去离子水恢复 至 星期注 对半导体

47、器件而言不推荐采用本试验 见 的附录渗透染色删去本章所有内容细检漏 放射性氪方法引用 无目的在具有适当的放射性示踪气体的箱内加压之后 测量器件内部所呈现的放射性强度 从而确定半导体器件的漏泄率本方法适用于玻璃金属或陶瓷 或它们的组合体 封装的密封器件 并适合于等效标准漏泄率小于的漏泄一般说明给出的数值适用于氪 示踪气体和 量级的等效标准漏泄率极限值使用其它示踪气体就要求其它的数值设备试验设备由一只放射性示踪剂活化容器和一只计数台组成 其计数台应有足够的灵敏度 使之能够测定器件内示踪气体的辐射强度设备在标准大气条件下工作 所用示踪气体为干氮和氪 的混合物其放射性比度按规定但至少为应根据设备制造厂

48、所提供的漏泄检测设备的使用说明书来校准设备和使用设备 在非优选的条件下获得的试验结果可以用这些说明书中所给出的适当公式进行换算从而与在优选条件下得到的结果进行比较活化参数活化压力和吸收时间应由下式确定见下面的注式中 被测器件允许的最大漏泄率单位为如果器件漏泄率恰好等于 活化后高于环境本底的计数率为每分钟 个计数 如果它已通过了先前的放射性漏泄试验则它是高于计数设备和器件二者的本底之上的拒收计数放射性比度 以活化系统中氪 气体的 为单位闪烁晶体的总计数效率以被鉴定的特定器件的内腔中的氪 气体的计数为单位 该系数取决于器件的结构和闪烁晶体的尺寸 计数效率应按 来确定使器件活化的吸收时间 以小时为单

49、位其中 为绝对活化压力单位为 而 为器件的初始绝对内压 单位为活化压力 可由规范来规定或者如果已确定了合适的吸收时间 则可调节活化压力来满足公式注 公式 的完整形式是应在分子中包含一个因子 它是海拔高度的修正因子 为海平面绝对压力单位为 是试验台上的实际压力与海平面压力之差 单位为 对于本试验 该因子可以忽略不计计数效率 的确定公式 的计数效率 确定如下把一条充气管通到与被试器件同类的代表器件的内腔中通过该充气管向内腔填充已知体积和放射性比度的氪 示踪气体 然后将充气管封离应在被试器件计数台的屏蔽闪烁晶体中直接读出每分钟的计数表面吸附的评定对于被试的各种封装形式 在确定漏泄试验参数之前应评定涂层和外部密封层对氪 的表面吸附 器件的代表性子样应按 和 的规定 承受对该器件的结构所规定的预定压力和时间条件 然后每 应记录一次子样的计数率 直到它变成常数为止 应记录经过的时间并按条的规定该经过的时间即为 等待时间操作人员注意事项应遵循国家制订的有关放射性气体使用章程注 用来粗检漏的大管壳有可能成为过量放射体程序器件应放在一个放射性示踪气体活化