一种适用于空封电路加速贮存寿命试验的检测与评估方法

摘要

本发明提供的一种适用于空封电路加速贮存寿命试验的检测与评估方法，包括以下步骤：步骤1，对待测样品的每个测试节点依次施加振动应力进行振动试验；步骤2，之后对振动试验后的待测样品进行电参数测试，得到电参数值；步骤3，根据得到的电参数值对待测样品的贮存寿命进行评估；本发明对键合丝键合情况的检测不用对样品进行开封，为非破坏性试验，检测合格样品能继续进行试验，避免了试验样品的浪费。

说明书

技术领域

本发明适用于空腔封装集成电路加速贮存寿命试验与评估领域，具体涉及一种适用于空封电路加速贮存寿命试验的检测与评估方法。

背景技术

空腔封装集成电路包括陶瓷封装及金属封装的集成电路电子产品。

电子产品贮存寿命是衡量其性能的一个重要指标。要获得此类产品的寿命数据，传统的方法是通过自然环境贮存，长期监测和数据统计得到。但该方法试验周期较长。加速寿命试验是在保证不改变产品失效机理的前提下，通过加大应力的方法使受试产品在短期内失效，以便在较短时间内获得必要信息，以评估产品在正常条件下的可靠性和寿命指标。相比传统方法，试验效率更高，损耗较小。

迄今为止，国内外投入了大量的人力、物力，开展了大量的试验研究，总结并应用了适用于电子产品加速贮存寿命试验技术。如“恒定应力寿命试验和加速寿命试验方法”(标准GB2689-81)，“单片集成电路贮存寿命特征检测方法”(中国专利CN105004367A)，“航天电子产品加速寿命试验技术研究”(《航天器环境工程》2008年第25卷第6期571页-574页)等文献中均对这些技术和方法进行了详细描述。目前，对于集成电路产品，都是通过在加速试验过程中对样品电参数进行检测，根据检测结果选择合适的模型对样品贮存寿命进行评估。当加速试验过程中对样品电参数未发生变化时，需要利用基于无退化数据的寿命评估方法对试验件进行评估，参考相关标准、文献或已有试验结果给出的激活能或加速因子，对其贮存寿命进行保守估计，无法实现对该类型产品贮存寿命的准确评价。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于空封电路加速贮存寿命试验的检测与评估方法，解决了现有的空腔封装集成电路在加速贮存寿命试验过程中测试电参数不发生变化，无法采用传统的参数退化模型或失效模型对样品贮存寿命进行准确评估的情况。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供的一种适用于空封电路加速贮存寿命试验的检测与评估方法，包括以下步骤：

步骤1，对待测样品的每个测试节点依次施加振动应力进行振动试验；

步骤2，之后对振动试验后的待测样品进行电参数测试，得到电参数值；

步骤3，根据得到的电参数值对待测样品的贮存寿命进行评估。

优选地，步骤1中，每个测试节点施加的振动应力与待测样品在贮存使用过程中能够受到的振动应力的量级大小一致。

优选地，步骤1中，待测样品的所有测试节点施加振动应力所需时间的总和大于等于试验过程中施加的振动应力的总时间。

优选地，步骤3中，根据得到的电参数值对待测样品的贮存寿命进行评估，具体方法是：

将振动试验后样品电参数测试结果与振动试验前电参数测试结果进行对比分析，若振动试验后得到的接触电阻较大，则表明样品键合发生了退化；若样品键合出现开路现象，则表明样品键合失效；

根据样品的退化或失效分别选择合适的模型对样品的贮存寿命进行准确的评估。

优选地，根据样品的退化或失效分别选择合适的模型对样品的贮存寿命进行准确的评估，具体方法是：

当样品键合退化时，选取基于加速退化模型的寿命评估方法对样品的贮存寿命进行评估；

当样品键合失效时，选择基于失效数据的寿命评估方法对样品的贮存寿命进行评估。

优选地，包括以下步骤：

步骤1，对待测样品的每个测试节点依次施加振动应力进行振动试验；其中，每个测试节点施加的振动应力与待测样品在贮存使用过程中能够受到的振动应力的量级大小一致；

待测样品的所有测试节点施加振动应力所需时间的总和大于等于试验过程中施加的振动应力的总时间；

步骤2，之后对振动试验后的待测样品进行电参数测试，得到电参数值；

步骤3，根据得到的电参数值对待测样品的贮存寿命进行评估；具体方法是：

将振动试验后样品电参数测试结果与振动试验前电参数测试结果进行对比分析，若振动试验后得到的接触电阻较大，则表明样品键合发生了退化；若样品键合出现开路现象，则表明样品键合失效；

根据样品的退化或失效分别选择合适的模型对样品的贮存寿命进行准确的评估。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的一种适用于空封电路加速贮存寿命试验的检测与评估方法，通过对待测样品施加振动应力进行振动试验，能够有效暴露空腔封装集成电路的键合缺陷，使得样品性能发生退化或失效，能够对样品贮存寿命进行更为准确的评估；对键合丝键合情况的检测不用对样品进行开封，为非破坏性试验，检测合格样品能继续进行试验，避免了试验样品的浪费。

附图说明

图1是本发明涉及的加速贮存寿命试验实施流程图；

图2是振动谱型。

具体实施方式

下面对本发明进一步详细说明。

如图1、图2所示，本发明提供的一种适用于空封电路加速贮存寿命试验的检测与评估方法，包括以下步骤：

对待测样品的每个测试节点依次施加振动应力进行振动试验；

之后对振动试验后的待测样品进行电参数测试，得到电参数值；

根据得到的电参数值判断待测样品键合是否发生退化或失效，确定退化情况或失效时间；其中，若待测样品失效，则试验结束；若待测样品未失效，则对待测样品进行加速贮存寿命试验直至试验结束，一般情况下加速试验为定时(到预估试验时间)或定数(到预估的失效数量)截尾，此处针对样品未失效情况，试验结束为定时截尾；

根据得到的电参数值对待测样品的贮存寿命进行评估。

其中，每个测试节点施加的振动应力与待测样品在贮存使用过程中能够受到的振动应力(如表1所示)量级大小一致，即每个测试节点施加的振动应力的频率、幅值与贮存使用过程中能够受到的振动应力的频率、幅值一致。

表1样品在贮存使用过程中受到的振动条件

待测样品的所有测试节点施加振动应力所需时间的总和大于等于贮存使用过程中施加的振动应力的总时间；其目的在于使得样品的失效机理不因为振动应力的施加而发生改变，进而对加速试验的结果不产生影响；同时，使得样品键合缺陷(如键合丝损伤、键合区域沾污、金铝键合界面加速贮存过程中发生退化等)得以暴露，造成键合丝的接触电阻增大或键合丝直接脱焊导致开路。

1)对样品在贮存使用过程中可能受到的振动应力频率、幅值及时间进行分析，使样品在试验过程中施加的振动应力频率、幅值及时间与贮存使用过程中的一致。

根据电参数的情况判断样品键合是否发生退化或失效，具体方法是：

将振动试验后样品电参数测试结果与振动试验前电参数测试结果进行对比分析，接触电阻增大，则表明样品键合发生了退化；出现开路现象，则表明样品键合失效。

确定退化情况或失效时间，具体方法是：

当样品键合退化时，记录每一个测试节点振动试验后接触电阻测试值，确定退化情况；当样品键合失效时，记录当前测试节点的试验时间，确定为失效时间。

根据样品的退化或失效分别选择合适的模型对样品的贮存寿命进行准确的评估，具体方法是：

当样品键合退化时，选取基于加速退化模型的寿命评估方法对样品的贮存寿命进行评估。当样品键合失效时，选择基于失效数据的寿命评估方法对样品的贮存寿命进行评估。

实施例

对某空腔封装光耦进行加速贮存寿命试验，试验按照附图1所示试验实施流程图实施。试验进行过程中，发现部分样品受光管开路，对失效样品进行分析，表明金铝键合界面加速贮存过程中发生退化导致脱焊。记录受光管开路的时间，继续进行试验直至试验结束，选择基于失效数据的寿命评估方法对样品的贮存寿命进行评估。