基于失效机理的电子元器件快速可靠性评价技术

基于失效机理的电子元器件快速可靠性评价技术工业和信息化部电子第五研究所邹金林2012年12月CONTENTS主要质量控制手段技术评价管理流程技术评价方法技术评价方法示例2 3 4 5 6 7 8 9 编号项目1 工作温度额定电压外观尺寸耐压强度绝缘电阻（I.R.）静电容量损耗因数（D.F.）静电容量温度特性机械强度结合强度模口抗剪强度11外观耐振静电容量动性规格A：-55℃Ñ+125℃ B：-30℃Ñ+85℃ 参考器件规格书。无缺陷或异常参考器件规格书。参考器件规格书最小10000MΩ或参考器件规格书在规定偏差范围内A：最大 0.035 B：最大 0.09（16V 时）最大 0.125（10V 时）特性温度范围-55Ñ+125℃ -30Ñ+85℃ 参考温度25℃ 25℃ 静电容量变化率在±15％ 范围内在+22/-82％ 范围内 拉力：最小 3.0g模口抗剪力：最小 200g无缺陷或异常在规定偏差范围内A：最大 0.035 B：最大 0.09（16V 时）最大 0.125（10V 时）测量结果应与下表中的数值一致。规格项目无明显缺陷A：在±7.5％ 范围内B：在±20％ 范围内大于 10000MΩR7⋯⋯ 最大 0.035C：最大 0.09（16V 时）最大 0.125（10V 时）无异常外观静电容量变化率I.R. D.F. 耐压强度测量结果应与下表中的数值一致。规格项目无明显缺陷A：在±12.5％ 范围内B：在±30％ 范围内大于 1000MΩR7⋯⋯ 最大 0.05C：最大 0.125（16V 时）最大 0.15（10V 时）无异常外观静电容量变化率I.R. D.F. 耐压强度测量结果应与下表中的数值一致。规格项目无明显缺陷A：在±7.5％ 范围内B：在±20％ 范围内大于 10000MΩR7⋯⋯ 最大 0.035C：最大 0.09（16V 时）最大 0.125（10V 时）无异常外观静电容量变化率I.R. D.F. 耐压强度测量结果应与下表中的数值一致。规格项目无明显缺陷A：在±7.5％ 范围内B：在±20％ 范围内大于 10000MΩR7⋯⋯ 最大 0.035C：最大 0.09（16V 时）最大 0.125（10V 时）无异常外观静电容量变化率I.R. D.F. 耐压强度10D.F. 12 温度循环13 耐湿性（稳态）14 湿度负荷15 耐高温负荷需要思考的问题•元器件快速可靠性评价技术就是要用最少的评估项目，用最短的时间，花最少的费用来有效评估电子元器件的可靠性水平。最少的评估项目最短的时间最少的花费有效评估有控制元器件质量决心片式多层陶瓷电容器试验项目试验方法和条件备注测试后做出结果分布图1.关键电参数测试按说明说要求进行测试（损耗值，绝缘电阻值）2.金相切片考察内部结构是固封后从垂直内部电极的方向研磨，观察内部电极和介质层否存在分层、空以及端电极洞、结瘤、裂纹等缺陷A.对样品室温下电容量、损耗和绝缘电阻进行测试；B.10只样品按照样品技术规范书进行耐焊接热试验， C.10只样品模拟实际焊接曲线的最高温度、最长的焊接时间进行试验，试验后进行电容量、损耗和绝缘电阻的测试，并抽取5只进行金相切片观察；D. 10只样品模拟实际焊接曲线的最低温度、最低的焊接时间进行试验，试验后进行电容量、损耗和绝缘电阻的测试，并抽取5只进行金相切片观察。焊接在PCB板上，试验过程中监控电容量变化；试验后进行金相切片观察3.耐焊接热试验判断电容是否可能在焊接过程出现问题4.耐弯曲试验5.完成报告轴向塑封整流二极管试验项目试验内容备注测试后做出结果分布图1.关键电参数测试（反向漏电流，反向击只测试反向漏电流，反向击穿电压两个参数，按说明说要求进行测试穿电压）2.结构分析芯片面积、芯片结构、焊料与芯片间结合面积针对耐电流能力和芯片工艺水平3.高温反偏试验A.先测试样品的反向漏电流，并记录漏电流值；B.将样品装于测试工装之上，放入150℃（或器件的最高工作温度）的高温箱中，加上80%的反向电压，工作168小时；C.C. 在高温箱中48h、96h、168h三次取出样品，测试样品的反向漏电流，并记录漏电流值。分析高温反偏试验前后的漏电流值变化情况。判断是否存在退化应力致使的可靠性性风险4.完成报告服务内容提供快速物料质量评价方案•••新物料认定多供货方质量比对周期性质量抽检咨询项目其他•实验室建设•硬件配置与选型•针对快速评价技术的能力培训服务流程项目需求项目介绍性技术交流升级提高现场调研诊断分歧商讨合作方案咨询服务实施一致分歧商务合同一致具体咨询方案 元器件不仅要有进料检验，更应该有可靠性评价 最有效的评价手段，必须基于对此元器件的缺陷模式和失效机理的充分理解，而不是依据已经落后多年的标准 永远不可能发现问题的评价手段，我们可以放弃了。应该把好钢用在刀刃上谢 谢！