元器件鉴定检验工作程序和常用可靠性试验方法介绍

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1、元器件鉴定检验工作程序和元器件鉴定检验工作程序和常用可靠性试验方法介绍常用可靠性试验方法介绍主要内容鉴定检验基本流程 直接检验 监督检验 二次检验常用可靠性检验方法介绍 一、鉴定检验基本流程直接检验制定制定检验检验计划计划编写编写检验检验纲要纲要准备准备申请申请受理受理送样送样检验检验出具出具报告报告检验检验结束结束二次检验二次检验不合格不合格直接检验 直接检验申请资料：直接检验申请资料： 协议书协议书 检验申请单检验申请单 关键原材料清单关键原材料清单 产品实物照片（正面、侧面、背面（产品实物照片（正面、侧面、背面（3 3张）张）) ) 产品结构图产品结构图 筛选合格的工艺记录筛选合格的工艺

2、记录 鉴定检验样品鉴定检验样品监督检验编写编写检验检验纲要纲要检验检验纲要纲要报批报批准备准备申请申请受理受理检验检验实施实施出具出具报告报告检验检验结束结束二次检验二次检验不合格不合格监督检验 协议书协议书 军用电子元器件产品鉴定检验申请表军用电子元器件产品鉴定检验申请表 检验纲要和检验流程卡检验纲要和检验流程卡 产品实物照片产品实物照片3 3张（正面、背面、侧面全貌和标志张（正面、背面、侧面全貌和标志要清晰）要清晰） 产品结构图产品结构图 批次的工艺和筛选记录批次的工艺和筛选记录 鉴定检验日程安排表鉴定检验日程安排表 封存的样品母体及专用工装夹具封存的样品母体及专用工装夹具申请监督检验所需

3、资料：申请监督检验所需资料：现场检验的流程首次会议日程日程计划计划抽样抽样现场检验现场检验外协试验外协试验检验检验记录记录整理整理末次会议 检验纲要检验纲要 样品对照表样品对照表 检验流程卡检验流程卡 检验记录（包括外协）检验记录（包括外协） 检测仪器计量证书（包括外协）检测仪器计量证书（包括外协） 关键原材料清单关键原材料清单 首末次会议记录首末次会议记录 保密协议保密协议监督检验结束后交付的资料二次检验用户参与二次检验方案用户参与二次检验方案签签订订检检验验服服务务合合同同结果结果不合格不合格申申请请二二次次检检验验整改：整改：失效分析报告失效分析报告纠正措施报告纠正措施报告验证试验报告验

4、证试验报告 单项加倍加严、单项加倍加严、单组加倍加严单组加倍加严全项全项新鉴定批新鉴定批完成完成首次首次检测检测 监督检验重点要素鉴定检验方案鉴定检验方案检验实施单位检验实施单位检验方法和流程检验方法和流程使用的仪器设备清单使用的仪器设备清单检验周期检验周期外协项目外协项目质量等级要求质量等级要求 检验项目、检验顺序和检验样品数量应符合详细规范中检验项目、检验顺序和检验样品数量应符合详细规范中鉴定验程序的规定。鉴定验程序的规定。检验纲要检验纲要监督检验重点要素 鉴定检验样品的抽样母体，鉴定检验样品的抽样母体，X X品（一个批次），品（一个批次），X X谱谱（三个连续批），一般为鉴定检验所需样品

5、数的（三个连续批），一般为鉴定检验所需样品数的2 2倍，不包含规定数量的备份样品和追加样品；倍，不包含规定数量的备份样品和追加样品； 不符合上述要求的应进行评审，并在检验纲要中予不符合上述要求的应进行评审，并在检验纲要中予以说明；以说明； 检验样品由鉴定检验机构派人到研制方现场准备的检验样品由鉴定检验机构派人到研制方现场准备的母体中随机抽取，剩余样品封存。母体中随机抽取，剩余样品封存。抽样抽样监督检验重点要素鉴定检验实施单位根据确认的检验纲要编制鉴定检验实施单位根据确认的检验纲要编制检验流程卡的内容应完整，流程清晰正确，具有可操作检验流程卡的内容应完整，流程清晰正确，具有可操作性。鉴定检验必须

6、严格按照检验纲要和流程卡的要求进性。鉴定检验必须严格按照检验纲要和流程卡的要求进行。行。检验流程卡检验流程卡检测设备计量证书检测设备计量证书 鉴定检验机构和检验实施单位应保证检验所需的仪器鉴定检验机构和检验实施单位应保证检验所需的仪器设备齐全，功能及精度满足标准要求并计量鉴定合格，设备齐全，功能及精度满足标准要求并计量鉴定合格，检验在有效期内；检验在有效期内；监督检验重点要素检验原始记录一般包括测试原始记录及试验原始记录，检验原始记录一般包括测试原始记录及试验原始记录，采用统一规范的格式具体要求如下：采用统一规范的格式具体要求如下：a)a)检验原始记录要求信息齐全、正确，至少应包含：检检验原始

7、记录要求信息齐全、正确，至少应包含：检验样品信息、环境条件、所用仪器设备、检验项目、验样品信息、环境条件、所用仪器设备、检验项目、详细具体的试验测试）方法和条件、技术要求、检验详细具体的试验测试）方法和条件、技术要求、检验结果等。结果等。 检验原始记录一律用黑色墨水书写，数据清晰，检验原始记录一律用黑色墨水书写，数据清晰， 计算正确并符合修约要求，数据及记录更改符合规定计算正确并符合修约要求，数据及记录更改符合规定并盖章。并盖章。c)c)检验原始记录须相关试验、测试、监督人员签名。检验原始记录须相关试验、测试、监督人员签名。d)d)检验原始记录按检验纲要分组顺序汇总装订成册，检验原始记录按检验

8、纲要分组顺序汇总装订成册，封面盖章，不编页码。封面盖章，不编页码。检验记录检验记录二、常用可靠性试验方法介绍常用参考标准总规范：总规范：GJB597AGJB597A96 96 半导体集成电路总规范半导体集成电路总规范GJB33AGJB33A97 97 半导体分立器件总规范半导体分立器件总规范SJ20642-97 SJ20642-97 半导体光电模块总规范半导体光电模块总规范实验方法实验方法GJB128A-97 GJB128A-97 半导体分立器件试验方法半导体分立器件试验方法GJB548BGJB548B2005 2005 微电子试验方法和程序微电子试验方法和程序可靠性试验的目的目的目的测试元器

9、件在规定的时间内和规定的条件下，完成规定功能的能力筛选筛选（批次全检）质量一致性检验：质量一致性检验：（全检 或抽检）A组：电参数测试（每批）B组：机械、环境试验（每批）C组：与芯片有关的检验（周期）D组：与封装有关的检验（周期）筛选(GJB597A-96) 内部目检内部目检 温度循环（或热冲击）温度循环（或热冲击） 恒定加速度恒定加速度 粒子碰撞噪声（粒子碰撞噪声（PINDPIND) 编序列号编序列号 中间电参数测试中间电参数测试 老炼老炼 电参数测试电参数测试（规定（规定PDA)PDA) 密封（粗检漏和细检漏）密封（粗检漏和细检漏） 最终电测试最终电测试 外部目检外部目检可靠性试验的分类（

10、GJB548B)耐湿耐湿盐雾盐雾温度循环温度循环稳定性烘培稳定性烘培热冲击热冲击稳态寿命稳态寿命高温寿命高温寿命低温寿命低温寿命老炼老炼密封密封内部水气含量内部水气含量电离辐射试验电离辐射试验物理尺寸物理尺寸恒定加速度恒定加速度可焊性可焊性外部目检外部目检内部目检内部目检键合强度键合强度芯片剪切强度芯片剪切强度随机振动随机振动扫频振动扫频振动机械冲击机械冲击粒子碰撞噪声粒子碰撞噪声环境试验（环境试验（3434项）项）机械试验（机械试验（3535项）项）可靠性试验的分类内部目检及机械检查内部目检及机械检查可焊性试验可焊性试验耐湿耐湿引线牢固性试验引线牢固性试验盐雾试验盐雾试验芯片剪切强度试验芯片

11、剪切强度试验扫频振动扫频振动内部水气试验内部水气试验内部目检与机械检验内部目检与机械检验辐照试验辐照试验稳态寿命稳态寿命密封密封外部目检外部目检内部目检（封帽前）内部目检（封帽前）老炼老炼粒子碰撞噪声粒子碰撞噪声物理尺寸物理尺寸低气压试验低气压试验高温寿命高温寿命低温寿命低温寿命温度循环温度循环破坏性试验破坏性试验非破坏性试验非破坏性试验环境试验温度试验低温试验：低温试验： 检验在规定的低温条件下，器件满足工作或储检验在规定的低温条件下，器件满足工作或储存要求的适应能力。（低温工作测试在工作温存要求的适应能力。（低温工作测试在工作温度下限温度做试验，低温贮存在贮存温度下限度下限温度做试验，低温

12、贮存在贮存温度下限做试验）。做试验）。高温试验：高温试验： 检验在规定的高温条件下，器件满足工作或储检验在规定的高温条件下，器件满足工作或储存要求的适应能力。（高温工作测试在工作温存要求的适应能力。（高温工作测试在工作温度上限温度做试验，高温贮存在贮存温度上限度上限温度做试验，高温贮存在贮存温度上限做试验）。做试验）。温度试验目的：目的：测定器件承受极端高温和极端低温的能力，以及测定器件承受极端高温和极端低温的能力，以及极端高低温变化对器件的影响极端高低温变化对器件的影响所需设备：所需设备：高低温实验箱高低温实验箱实验方法：实验方法：两箱法两箱法 单箱法单箱法温度循环温度循环温度试验计时：计时

13、：转换时间转换时间 （ 1min)1min) 样品从一个极端温度转移到另一个极端温度所经历的时间样品从一个极端温度转移到另一个极端温度所经历的时间保持时间保持时间 （10min)10min) 样品到达极端温度（样品到达极端温度（15min)15min)后后停留的时间停留的时间循环次数：循环次数：大于大于1010次次中断处理：中断处理：由于电源或设备故障，允许中断试验，但是如果中断次数由于电源或设备故障，允许中断试验，但是如果中断次数超过规定的循环总次数的超过规定的循环总次数的1010时，必须重新开始。时，必须重新开始。失效判据：失效判据：外壳、引线、或封口有无缺陷或损坏，标志是否清晰，以外壳、

14、引线、或封口有无缺陷或损坏，标志是否清晰，以及其他规定的参数是否合格。及其他规定的参数是否合格。温度循环温度循环温度试验目的：目的：检验电子元器件在遇到温度剧变时其抵抗和适应能力的检验电子元器件在遇到温度剧变时其抵抗和适应能力的试验。转换时间小于试验。转换时间小于10s.10s.判据：判据：主要检验衬底开裂、绝缘体位移、引线焊接、封装等缺主要检验衬底开裂、绝缘体位移、引线焊接、封装等缺 陷。陷。注意：注意：必须在规定的冲击温度上下限温度点进行规定的冲击次必须在规定的冲击温度上下限温度点进行规定的冲击次数，属于非破坏性的检测，筛选时为数，属于非破坏性的检测，筛选时为100100检验，质量一检验，

15、质量一致性检测时也可抽样检测。在筛选检测中，不合格品必致性检测时也可抽样检测。在筛选检测中，不合格品必须剔除。须剔除。热冲击试验：热冲击试验：密封目的：目的： 确定具有空腔的电子器件封装的气密性，密封不良会导致确定具有空腔的电子器件封装的气密性，密封不良会导致环境氛侵入器件内部引起电性能不稳定或腐蚀开路环境氛侵入器件内部引起电性能不稳定或腐蚀开路 所需设备：所需设备：氦质谱细检漏（用于检查氦质谱细检漏（用于检查1Pa.cm3/s10-4 Pa.cm3/s1Pa.cm3/s10-4 Pa.cm3/s的的漏率）漏率）氟油或乙二醇粗检漏（用于检查大于氟油或乙二醇粗检漏（用于检查大于1Pa.cm3/s

16、1Pa.cm3/s的漏率）的漏率）失效判据：失效判据：细检：细检：测定漏率测定漏率粗检：粗检：从同一位置出来的一连串气泡或两个以上大气泡从同一位置出来的一连串气泡或两个以上大气泡试验顺序：试验顺序：先细检先细检 后粗检后粗检试验过程需加压试验过程需加压耐湿 目的：目的： 用加速的方式评估元器件及所用材料在炎热高湿（典用加速的方式评估元器件及所用材料在炎热高湿（典型热带环境）下抗退化效应的能力，本实验可以可靠型热带环境）下抗退化效应的能力，本实验可以可靠的指出哪些元器件不可以在热带条件下使用。为破坏的指出哪些元器件不可以在热带条件下使用。为破坏性试验。性试验。l所需设备：所需设备： 温湿箱温湿箱

17、l试验程序试验程序l干燥升温保持降温升温保持降温干燥升温保持降温升温保持降温 循环循环1010次次 低温子循环低温子循环( (至少至少5 5次）次）耐湿 湿度控制：湿度控制：8080100100 试验时间：试验时间：1010天左右天左右 失效判据：失效判据： 标志脱落、褪色、模糊标志脱落、褪色、模糊 镀层腐蚀或封装零件腐蚀透镀层腐蚀或封装零件腐蚀透 引线脱落，折断或局部分离引线脱落，折断或局部分离 因腐蚀导致的引线之间或引线与外壳搭接因腐蚀导致的引线之间或引线与外壳搭接 辐照试验：辐照试验： 射线对物质的最基本作用是电离作用，电离作用与物质从射线对物质的最基本作用是电离作用，电离作用与物质从射

18、线吸收的能量有关对于定量的射线，物质质量越小，吸射线吸收的能量有关对于定量的射线，物质质量越小，吸收越密集，影响越大。收越密集，影响越大。 其关系式如下：其关系式如下：射线剂量物质吸收能量射线剂量物质吸收能量/ /物质的质量。物质的质量。 辐照试验：辐照试验：目的：目的： 试验时，高能粒子进入器件，使其微观结构变化，产生试验时，高能粒子进入器件，使其微观结构变化，产生附加电荷或电流甚至缺陷，导致器件参数退化、锁定、翻附加电荷或电流甚至缺陷，导致器件参数退化、锁定、翻转或产生浪涌电流烧坏失效。通过各种辐照效应试验，可转或产生浪涌电流烧坏失效。通过各种辐照效应试验，可确定器件的致命损伤剂量、失效规

19、律及失效机理，从而在确定器件的致命损伤剂量、失效规律及失效机理，从而在材料、结构、工艺和线路上进行抗辐射的设计改进。试验材料、结构、工艺和线路上进行抗辐射的设计改进。试验方案要依据不同的产品和不同的试验目的，选择辐照的总方案要依据不同的产品和不同的试验目的，选择辐照的总剂量或剂量率及辐照时间，否则由于辐照过低或过量而得剂量或剂量率及辐照时间，否则由于辐照过低或过量而得不到寻求的阈值或损坏样品。不到寻求的阈值或损坏样品。辐照试验：辐照试验： 中子辐照试验中子辐照试验 在核反应堆中进行在核反应堆中进行 ，测量半导体器件在中子环境的，测量半导体器件在中子环境的性能退化的敏感性，是一种破坏性试验，主要

20、检测半性能退化的敏感性，是一种破坏性试验，主要检测半导体器件关键参数和中子注入的关系导体器件关键参数和中子注入的关系 总剂量辐照试验总剂量辐照试验 总剂量辐照试验采用钴总剂量辐照试验采用钴6060放射源以稳态形式对器件放射源以稳态形式对器件进行辐照。为破坏性试验。主要用来判定低剂量率电进行辐照。为破坏性试验。主要用来判定低剂量率电离辐射对器件的作用。离辐射对器件的作用。辐照试验：辐照试验：试验程序和方法：试验程序和方法：按规范要求，选定辐照类型、剂量或剂量率及辐照按规范要求，选定辐照类型、剂量或剂量率及辐照时间。时间。记录试验前器件相关电性能参数。记录试验前器件相关电性能参数。进行辐照试验。进

21、行辐照试验。测试辐照试验后器件的相关电性能参数。测试辐照试验后器件的相关电性能参数。比对试验前后器件的相关电性能参数值，若值差超比对试验前后器件的相关电性能参数值，若值差超过允值为失效。过允值为失效。机械试验恒定加速度：恒定加速度： 目的：目的： 检查在规定的离心加速度作用下的适应能力或评定其检查在规定的离心加速度作用下的适应能力或评定其结构的牢靠性。为非破坏性检测，筛选时为结构的牢靠性。为非破坏性检测，筛选时为100100检验，检验，质量一致性检测时也可抽样检测。在筛选检测中，不质量一致性检测时也可抽样检测。在筛选检测中，不合格必须剔除。合格必须剔除。l所需设备：所需设备： 离心机离心机l合

22、格判据：合格判据： 器件无损坏，标识清楚，其他参数测试器件无损坏，标识清楚，其他参数测试机械冲击：机械冲击： 目的：目的： 检查在规定的冲击条件下受到机械冲击时的适应性或检查在规定的冲击条件下受到机械冲击时的适应性或评定其结构的牢靠性。为非破坏性检测，筛选时为评定其结构的牢靠性。为非破坏性检测，筛选时为 100100检验，质量一致性检测时也可抽样检测。在筛检验，质量一致性检测时也可抽样检测。在筛选检测中，不合格必须剔除。有时规定要求在沖击选检测中，不合格必须剔除。有时规定要求在沖击中测试，也可按规定试验后进行外观观察和电测试中测试，也可按规定试验后进行外观观察和电测试后决定是否合格。后决定是否

23、合格。 所需设备：所需设备： 冲击振动台（提供冲击振动台（提供500g500g30000g30000g的冲击脉冲）的冲击脉冲）l合格判据：合格判据： 外壳，引线的损坏，标记的模糊或者其他附加的参外壳，引线的损坏，标记的模糊或者其他附加的参数测试数测试机械振动试验振动疲劳试验：振动疲劳试验：检查器件管壳、引线焊接、管芯键合、衬底等是否符合规定要求。电检查器件管壳、引线焊接、管芯键合、衬底等是否符合规定要求。电子产品易受影响的频率为子产品易受影响的频率为50Hz2000Hz50Hz2000Hz。长期振动会使器件产生疲劳。长期振动会使器件产生疲劳失效、引线断裂和结构损伤等。筛选时为失效、引线断裂和结

24、构损伤等。筛选时为100100检验，质量一致性检检验，质量一致性检测时也可抽样检测。在筛选检测中，不合格必须剔除。测时也可抽样检测。在筛选检测中，不合格必须剔除。随机振动试验：随机振动试验：考核器件在随机激励下抵抗随机振动的能力。（试样在随机激励下产考核器件在随机激励下抵抗随机振动的能力。（试样在随机激励下产生随机振动，由试验设备显示出试样的响应功率谱密度。如果试样的生随机振动，由试验设备显示出试样的响应功率谱密度。如果试样的响应功率谱密度大于规定的极限值，则试样不合格。）响应功率谱密度大于规定的极限值，则试样不合格。） 扫频振动试验：扫频振动试验：寻找被考核器件的各阶固有频率（也是共振频率）

25、及在这个频率段的寻找被考核器件的各阶固有频率（也是共振频率）及在这个频率段的耐振能力。（有时规定要求在振动中测试，也可按规定试验后进行外耐振能力。（有时规定要求在振动中测试，也可按规定试验后进行外观观察和电测试后决定是否合格。）观观察和电测试后决定是否合格。）键合强度试验：键合强度试验：目的：目的： 检查器件内引线的键合是否达到规定的要求。避免由于键检查器件内引线的键合是否达到规定的要求。避免由于键合虚接（零克点）和键合强度低于规定要求而导致的失效。合虚接（零克点）和键合强度低于规定要求而导致的失效。失效分析：失效分析： 我所主要产品的本试验失效的器件多为金丝颈缩点、引线我所主要产品的本试验失

26、效的器件多为金丝颈缩点、引线损伤导致的不达标或通电熔断，可采取引线断面显微镜观损伤导致的不达标或通电熔断，可采取引线断面显微镜观察确定是机械损伤（断面凸凹不平）或电烧熔（断面为球察确定是机械损伤（断面凸凹不平）或电烧熔（断面为球面）来进行失效分析。对引线从芯片金属化层（铝）压焊面）来进行失效分析。对引线从芯片金属化层（铝）压焊点脱落的失效需进行电子探针点脱落的失效需进行电子探针X X射线能谱色散分析来确定射线能谱色散分析来确定金铝固相反应形成的中间化合物成份和失效原因。对直接金铝固相反应形成的中间化合物成份和失效原因。对直接连金属化层从芯片上脱落的失效则需从金属化镀膜工艺去连金属化层从芯片上脱

27、落的失效则需从金属化镀膜工艺去分析失效原因。分析失效原因。芯片剪切强度试验：芯片剪切强度试验： 目的：目的： 检查芯片粘附在热沉或管座上所使用材料和工艺的完整检查芯片粘附在热沉或管座上所使用材料和工艺的完整 性。粘附不良（有空洞等）会导致散热不良、导通电阻性。粘附不良（有空洞等）会导致散热不良、导通电阻 超标、电特性退化，甚至芯片脱落引起器件开路。超标、电特性退化，甚至芯片脱落引起器件开路。 芯片剪切强度不合格具有批次性。是破坏性的抽样检验。芯片剪切强度不合格具有批次性。是破坏性的抽样检验。对本试验失效的器件可用显微镜或扫描电镜对剪切解剖对本试验失效的器件可用显微镜或扫描电镜对剪切解剖面进行形貌观察和失效分析。面进行形貌观察和失效分析。