應力篩選試驗一般使用的設備為:高低溫試驗箱、恒溫恒濕試驗箱、溫度沖擊試驗箱、快溫變試驗箱、鹽霧箱、高低溫低氣壓試驗箱、步入式試驗倉等,汽車行業(yè)還會用到汽車綜合試驗倉等大型環(huán)境應力試驗設備。
(步入式環(huán)境試驗艙)
篩選的有效性
根據(jù)以往產(chǎn)品篩選的試驗數(shù)據(jù)積累,確定對剔除早期失效品篩選有效(在非破壞性應力作用下,淘汰率較高)的試驗項目。對篩選淘汰率極低或根本不能把有缺陷產(chǎn)品篩選出來的試驗項目應不列入篩選試驗中。評價一個篩選方案是否有效,可以用篩選效果和篩選淘汰率等指標來衡量,而篩選的有效性又主要取決于篩選項目和應力的選取是否合理,要獲得完全理想的篩選效果絕非易事。同樣要獲得篩選效果的數(shù)據(jù)也需要做大量的摸底試驗,人們經(jīng)過大量的實驗積累了豐富的經(jīng)驗,現(xiàn)已對這些實踐經(jīng)驗進行了總結(jié),形成了標準。因此一般產(chǎn)品均根據(jù)其質(zhì)量與可靠性保證等級所規(guī)定的篩選要求進行篩選,但當某種產(chǎn)品經(jīng)篩選后經(jīng)常出現(xiàn)質(zhì)量一致性檢驗不合格時,則應考慮采用的篩選方案是否合適。
篩選試驗應力的確定原則
篩選試驗的應力條件首要是非破壞性的,即通過篩選不能對產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠性產(chǎn)生影響,但試驗應力也不能偏低,低了起不到篩選作用。原則上,確定篩選項目和應力條件應依據(jù)相應的標準。對于新研制的元器件產(chǎn)品,篩選試驗應力的大小可通過摸底試驗或類似產(chǎn)品的現(xiàn)場使用信息來確定。選擇篩選應力的主要原則是:
篩選應力類型應選擇能激發(fā)早期失效的應力,根據(jù)不同產(chǎn)品所掌握的信息及失效機理來確定;
篩選應力應以能激發(fā)出早期失效為宗旨,使產(chǎn)品各種隱患和缺陷盡快暴露出來;
篩選應力不應使正常產(chǎn)品失效;
篩選應力去掉后,不應使產(chǎn)品留下殘余應力或影響產(chǎn)品的使用壽命;
應力篩選試驗持續(xù)時間應以能充分暴露早期失效為原則。
下表是集成電路常見的缺陷與主要篩選試驗項目的相關(guān)性分析:
篩選試驗方法
篩選試驗可分為常規(guī)篩選(如密封性篩選)和特殊環(huán)境篩選(如抗輻射、鹽霧等)。我們主要介紹常規(guī)篩選方法。常規(guī)篩選方法主要有如下幾種:
1、檢查篩選
檢查篩選可采取鏡檢、紅外線篩選、X射線篩選。紅外線篩選可以剔除體內(nèi)或表面熱缺陷嚴重的器件,X射線篩選主要用于檢查管殼內(nèi)有無外來物和裝片、鍵合或封裝工序的缺陷以及芯片裂紋。
2、密封性篩選(如氣泡法、氦質(zhì)譜儀法、放射性氣體、示蹤檢漏法),用于剔除管殼及密封工藝中所在的缺陷(如裂紋、微小漏孔、氣孔以及封裝對位欠佳)。
3、環(huán)境應力篩選(如振動加速度、沖擊加速度、離心加速度、溫度循環(huán)和熱沖擊等);
4、壽命篩選(高溫貯存、低溫貯存、老練篩選、精密篩選、線性判別);
5、電測試篩選(對晶體管的補充手段)。
在實際中也常采用物理篩選(非破壞性的)和老煉篩選(破壞性的)相結(jié)合的方式進行。老煉篩選效果好但成本高,物理篩選雖成本低,但效果差。