[发明专利]一种高可靠晶体管结构分析方法

说明书

技术领域

本发明属于晶体管可靠性验证技术领域，具体涉及一种高可靠晶体管结构分析方法。

背景技术

元器件的固有可靠性是由元器件的设计结构和生产控制所决定的，因此元器件的结构中包含这许多重要的可靠性信息：如结构设计可靠性、工艺选择合理性等。如果结构设计不合理或工艺控制存在缺陷，就会导致元器件的固有可靠性的下降，如果这些固有可靠性的下降是在使用阶段发现的，就会给问题的工程处理造成很大的难度，严重时甚至会造成经济或进度上的重大损失；在这种需求的导引下，我们需要元器件的结构分析。

结构分析，也叫做可靠性结构分析，是一种评估制造商和确定元器件内部是否存在潜在的失效机制的方法，结构分析是通过一系列的试验对被筛选用的电子元器件的结构进行深入细致的分析，以确定元器件的结构是否满足可靠性或特定的工程要求。

应用于航天型号的元器件必须具有较高的可靠性，高可靠的晶体管一般经历过热力电等一系列的可靠性保证试验，但其结构设计、工艺或结构是否满足型号的需求仍然需要进行可靠性评价，发现潜在的可靠性风险，分析潜在的失效模式和机理。国内外的航天型号项目在研制和发射过程中，均出现过由于元器件的设计、结构或工艺不合理而导致的失效，造成巨大的经济损失。因此，对于高可靠的晶体管，在其选用之前，必须对其设计、结构、工艺和材料进行分析考核。

现有的结构分析方法并没有具体针对高可靠晶体管，而且针对已分解的结构单元和辨识的分析要素，并未给出具体的试验项目。

发明内容

针对上述现有技术，本发明是提供一种高可靠晶体管结构分析方法，用以克服原有试验方法分析应用性和可操作性不足的缺点。。

为了解决上述技术问题，本发明一种高可靠晶体管结构分析方法该方法包括以下步骤：

步骤一、将高可靠晶体管分解成5类结构类别，分别是形态、封装、内部互联、内部环境和芯片，5类结构类别分解成结构单元；其中：

(1)高可靠晶体管形态结构类别的结构单元为：标识、外形尺寸和重量；

(2)高可靠晶体管封装结构类别的结构单元为：外引线、底座、管帽、外引线-底座连接界面、管帽-底座连接界面；

(3)高可靠晶体管内部互联结构类别的结构单元为：内引线和键合；

(4)高可靠晶体管内部环境结构类别的结构单元为：内部气氛和内部多余物；

(5)高可靠晶体管芯片结构类别的结构单元为：芯片安装和芯片结构；

步骤二、(1)对标识结构单元的完整性、工艺和清晰度结构要素，外引线结构单元的表面处理结构要素，底座结构单元的表面处理和结构外形结构要素，管帽结构单元的表面处理和外形结构要素，以及管帽-底座连接界面结构单元的封接工艺和封接环表面处理结构要素进行外部目检评价；

(2)对外形尺寸结构单元的尺寸结构要素和重量结构单元的重量结构要素，管帽结构单元的外形结构要素，以及内引线结构单元的引线尺寸结构要素进行测量评价；

(3)对管帽-底座连接界面结构单元的封接工艺结构要素，内引线结构单元的引线弧度结构要素，内部多余物结构单元的内部多余物结构要素以及芯片安装结构单元的安装工艺及质量结构要素进行X射线照相评价；

(4)对外引线结构单元的表面处理结构要素，底座结构单元的表面处理结构要素，管帽结构单元的表面处理结构要素，以及管帽-底座连接界面结构单元的封接环表面处理结构要素进行X射线荧光测试评价；

步骤三、判断标识结构单元的打标工艺，如果是油墨打标工艺，则对标识结构单元的牢固度结构要素进行耐油剂试验评价，然后将样品高可靠晶体管分为A、B、C三组，分别继续后续评价步骤；如果是激光打标工艺，则将样品高可靠晶体管分为A、B、C三组，分别继续后续评价步骤；

步骤四、(1)对A组样品的外引线-底座连接界面结构单元的安装强度结构要素，管帽-底座连接界面结构单元的封接环表面处理结构要素进行热冲击评价；

(2)对A组样品的内部多余物结构单元的内部多余物结构要素进行PIND评价；

(3)对A组样品的芯片安装结构单元的安装工艺及质量结构要素进行恒定加速度评价；

(4)对A组样品的内引线结构单元的引线间距结构要素，芯片安装结构单元的安装工艺及质量结构要素进行随机振动评价；

步骤五、(1)将A组样品分为A1、A2、A3三组，分别对外引线-底座连接界面结构单元的安装强度结构要素进行引出端强度试验，外引线结构单元的表面处理结构要素进行引线涂覆附着力试验，以及外引线结构单元的引线材料结构要素进行引线疲劳试验；