[发明专利]一种高可靠晶体管结构分析方法

摘要

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；首先，对于应用于航天型号的晶体管产品、其结构往往是非常复杂的，要了解和掌握这种结构复杂的产品，就必须进行结构单元的分解，根据影响晶体管的固有质量和可靠性的程度，给出各结构单元对应的结构要素；其次，通过各个单元已辨识的结构要素，依据GJB548B‑2005标准，选择每种结构要素的评价试验方法；该方法对于晶体管使用方而言，该方法可以衡量和比较晶体管的质量和可靠性，发现潜在的失效机制，避免使用存在隐患的晶体管、避免使用由于晶体管固有可靠性问题导致的整机失效而带来的损失；对于晶体管制造方而言，通过该方法监控其生产工艺，找到引起晶体管潜在失效的工艺。

主权项

一种高可靠晶体管结构分析方法，其特征在于：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；(2)对A组样品的管帽‑底座连接界面结构单元的封接环表面处理结构要素进行密封试验评价；(3)对A组样品的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，及管帽结构单元的表面处理结构要素进行耐湿试验评价；(4)对A组样品的内部气氛结构单元的气体成分及含量结构要素进行内部水汽含量评价；步骤六、对B组样品的外引线结构单元的可焊性结构要素进行可焊性试验评价；步骤七、(1)对C组样品的激光打标的标识结构单元的牢固性结构要素，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结构要素，管帽结构单元的表面处理结构要素，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盐气试验评价；(2)对C组样品的内部气氛结构单元的气体成分及含量结构要素进行露点试验评价；步骤八、对A、B、C三组样品的底座结构单元的表面处理结构要素，底座结构单元的结构外形结构要素，管帽结构单元的表面处理结构要素，管帽结构单元的外形结构要素，外引线‑底座连接界面结构单元的安装工艺结构要素，外引线‑底座连接界面结构单元的安装结构结构要素，管帽‑底座连接界面结构单元的封接环表面处理结构要素，内引线结构单元的引线弧度结构要素，内引线结构单元的引线间距结构要素，键合结构单元的工艺结构要素，内部多余物结构单元的内部多余物结构要素，芯片安装结构单元的安装工艺及质量结构要素，芯片结构结构单元的钝化层工艺、材料和完整性、金属互连材料、结构及质量、版图结构结构要素进行内部目检评价；步骤九、将步骤八中的A、B、C三组样品合并后重新分为D1、D2、D3、D4四组：(1)首先，对D1组样品的键合结构单元的强度和一致性结构要素进行键合拉力评价；其次，对D1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芯片剪切力试验评价；(2)首先，对D2组样品的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结构要素，外引线‑底座连接界面结构单元的安装工艺和安装结构结构要素，管帽‑底座连接界面结构单元的封接环表面处理和封接结构结构要素，键合结构单元的工艺结构要素，芯片安装结构单元的安装工艺及质量结构要素，芯片结构结构单元的钝化层工艺、材料和完整性、金属互连材料、结构及质量、版图结构结构要素进行SEM评价；其次，对D2组样品的外引线结构单元的引线材料结构要素，底座结构单元的基体材料结构要素，管帽结构单元的材料结构要素，内引线结构单元的引线材料结构要素进行能谱分析评价；(3)对D3组样品的芯片结构单元的钝化层工艺、材料和完整性结构要素进行钝化层完整性评价；(4)对D4组样品的芯片结构单元的金属互连材料、结构及质量结构要素进行薄膜腐蚀试验评价。