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可靠性试验方法

可靠性试验方法
可靠性试验应按照试验对象、产品用途和试验目的等,选择适当的试验方法、试验条件和确定合理的评价标准。
做可靠性试验首先应明确失效模式分析的项目,然后按器件的结构、工艺和使用条件 等,选择环境因子,即选择应力因子。应力分单一应力和组合应力两种。进一步还应研究 应力强度和加上时间应力的方法。此外,对筛选或取样抽检方式也应加以研究。如果采 用抽检,还应研究抽检的频度等。
通过可靠性试验能准确地预测失效和提高器件的可靠性。为此,必须研究可靠性试 验数据的累计方法,以及研究通过失效分析和一系列反馈方法来提高可靠性的措施。
半导体器件的可靠性试验主要有筛选试验、加速寿命试验和抽样试验等。下面逐一 介绍。
1.筛选试验
筛选是为了事先剔除潜在的失效品而进行的非破坏性选择。
筛选的方法有很多种,经常用的一种是通过可靠性实验,在不损伤器件的条件下,加 上与失效模式和失效机理相应的应力来筛选。另一种是在制造工艺的各个环节,选用正 确的工艺控制来避免工艺缺陷和差错的工艺筛选方法。后一种方法的例子可参照 MIL—STD- 883A 的镜检。
在进行正确的筛选以前,必须充分研究被筛选器件的用途、结构、工艺。此外*还应注 意筛选时的副作用。美国可靠性分析中心整理出来的典型筛选方法和筛选 出检验屮的缺陷、效果及副作用。

2.加速寿命试验方法
寿命试验是在储存或工作条件下确定寿命的统计平均的试验。因它的试验时间过 长,往往做加速寿命试验。半导体器件的可靠性在很大程度上取决于器件的工作环境(例 如:结温、环境温度、环境湿度、电压、电流条件等)。因此,一般可以把这些作为加速试验 条件进行加速寿命试验,来评估产品的现场失效率。
所谓加速寿命试验是把工作环境里的规定应力(例如:电压、结温等)作为参数来观察 失效和预计实际工作状态下的失效率。特别是采用新工艺或者研制新器件时,常用这种 加速寿命试验方法。
我们这里介绍加速寿命试验的基本想法,以及实施加速寿命试验时应注意的事项,此 外介绍一些国内外的应用例子。
(1)加速寿命试验的基本理论
加速寿命试验的基本想法是通过加速寿命试验与失效物理的有机联系来发挥加速寿 命试验的有效性。就是说,器件的失效是因物理和化学反应(例如:裂纹、扩散、腐蚀)所 
致,而应力因子的大小又决定反应速度,这就是反应速度论。加速度寿命试验的有效性就 是以此为根据的。

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