GB T 12750-1991 半导体集成电路分规范(不包括混合电路).pdf

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1、中华人民共和国国家标准半导体集成电路分规范 不包括混合电路可供认证用国家技术监督局 批准 实施范围本分规范适用于已封装的半导体集成电路包括多片集成电路 但不包括混合电路总则本规范应与有关的总规范一起使用并为评定包括数字 模拟及接口电路在内的半导体集成电路规定了质量评定程序检验要求筛选顺序抽样要求 试验和测量程序的详细内容所有用确定工艺制造的器件允许应用 能力批准程序 见 程序规则 条但目前集成电路的 能力批准程序 尚在考虑之中来代替 鉴定批准程序如果需要且技术上可行 则对用上述确定工艺生产的任一型号或一组型号产品可以补充应用质量一致性检验规则见 半导体集成电路总规范 条及本规范 章本规范的所有

2、要求在未被新条款 能力批准程序 在考虑中的要求修改前将继续有效有关文件半导体集成电路总规范温度推荐值见 半导体器件集成电路第 部分总则第 章第 条电压推荐值见 第 章第 条与制造过程有关的定义生产线生产线定义为一套工艺操作包括一个或多个下述制造阶段扩散芯片制备装配最终加工和最终电测量注 这些阶段不含质量评定程序扩散该阶段为制造的初始阶段到划片前最后一道工序这一制造工艺操作过程芯片制备该阶段为将晶片划分成芯片的制造工艺操作过程 就本规范而言按制造厂情况 可将这一阶段划入扩散阶段或者装配阶段装配该阶段为粘片引线键合和封装这一组制造工艺操作过程最终加工和最终电测量该阶段为批放行前的最后制造工艺操作过

3、程 包括电镀在内的引出端后处理 如有的话涂覆标志最终电测量筛选如适用筛选可作为装配和 或 最终加工的组成部分其定义见第 章生产批生产批通常由一周内在相同生产线上通过相同工艺制造的相同型号的器件组成制造过程的更改重要更改的定义对于按已批准的规范供货的产品而言能影响产品质量或性能或会使产品从器件的一个结构相似组转到另一个 新的或已存在的 组 见第 章的工艺或技术的任何改变均视为重要更改 检查长有责任确定是否属于重要更改在下面第 条里给出了重要更改的一些示例有重要更改时的程序必须将任何重要更改的通知书及证明保持质量的试验数据递交国家监督检查机构重要更改示例芯片粘接由合金焊接变为环氧树脂粘接改换设备但

4、未改变工艺或者用预制金片代替镀金表面 均不能视为重要更改晶体钝化从氮化硅变为二氧化硅钝化层的顺序改变钝化层的淀积方法改变不能视为重要更改外壳材料从陶瓷变为塑料从塑料 变为塑料金属化金属化层从金变为铝芯片尺寸和 或 芯片版图设计保护层和或阻挡层的采用键合从热压变为超声从金丝变为铝丝质量一致性检验期间的功能验证试验方案中任何试验步骤的减少转包当已批准的制造厂涉及 中 条有关转包的条款时制造厂应保证满足下述条件转包的制造工艺可以是扩散工艺或者将筛选并入其内的装配工艺装配后的筛选也可以单独转包而最终加工仅能与整个装配工艺 除可以分别转包的电镀外 见上述 条 一起转包国家监督检查机构应确知认证电子元器件

5、质量评定体系 内器件的检查长已获取 地区外任一制造过程的全部评定和检验文件包括每个受检样本的检验记录检查长定期核实按商定条件实施质量评定和检验的情况当部分工艺从一个制造场所转移到 地区内的制造厂时应向认证器件的检查长提供转移程序并取得他的同意 应得到通知并收到有关文件检查要求和制造程序的任何更改应向认证器件的检查长报告而重要更改则应由检查长向 报告见上述 条批准的制造厂应按详细规范的规定对认证器件进行验收试验 也可在 地区之外的工厂进行这些验收试验 只要该厂也得到 的监督 此外验收试验也可以转包给 地区内已批准的试验室制造的初始阶段本分规范中制造的初始阶段定义如下双极型器件改变纯 型或纯 型单

6、晶半导体材料的第一道工序单极型器件如 场效应器件衬底的第一次氧化或衬底上的第一次淀积质量评定程序鉴定批准程序一般应采用 条方法 其抽样要求应符合本规范表 和表 的规定然而只要所采用的抽样要求在有关的空白详细规范里有规定则允许采用 条方法检验批检验批的定义见 条此外从中抽取样品用于 和 组检验的批应由相同生产线 见 条和 条生产的符合下述条件的器件组成组和 组一个检验批包括由检验批代码所表示的一个月内或连续 周内生产的器件组提交周期检验的样品应是以连续 个月检验批代码或连续 周检验批代码所表示的个月内制造的器件组提交周期检验的样品应是以连续 个月检验批代码或连续 周检验批代码所表示的个月内制造的

7、器件能力批准程序在考虑中结构相似性程序一般规则目的结构相似性程序用于减少应经受试验的检验批数量原则对适用于一组器件型号的某项试验而言 如果遵循本章所述的以及适用于该项试验的结构相似性一般和特殊的判别规则见表 则可对组内的一个型号进行该项试验 而获得的结果可认为代表组内所有的型号那些判据的确定系基于这样的原则 即对代表型号验证的一致性和可靠性为有关的那些型号至少提供了同样的一致性和可靠性保证结构相似性不能用于 组检验中的电气试验和目检应用条件依次规定的试验和测量结构相似性程序适用于单项试验当依次规定几项试验时应根据下述原则对分组内一系列试验的结构相似性编组而言 其判别规则取决于全部试验中最本质的

8、试验注 该原则用于 分组时最本质的试验即为 温度快速变化应用于质量评定程序本结构相似性程序专门应用于质量评定程序 详细应用条件在第 章给出结构相似性一般规则可选一个型号作为一组型号的代表进行规定的试验 选取的型号在各周期可以不同 仅取决于该周期内生产的型号对组内所有有关型号 应允许采用相同的加速试验程序一组型号满足了特定的判别规则 如仍在特性上存在重大差异 则有关试验应选用能为该项试验提供最大失败风险的最临界的器件作为代表型号如果一个器件型号出现失效则应认为与该代表型号有关的所有器件要受影响如果器件按第 章程序提交筛选 且相同生产线采用了几种筛选顺序 则器件只能按其经受的相同筛选顺序分组结构相

9、似性对应试验判别规则表 给出了适用于 组和周期检验的结构相似性对应试验判别规则条至 条对这些判别规则作了详细说明使用表 的示例分组要求进行引出端强度试验对于该项试验结构相似性有下列要求见表。由叶M叫mo-结构相似性对应试验判别规则判别规则外壳外壳外壳封装外引线最终打标引出内部芯片芯片工作功能试验装配线外形和加工扩散线制芯造片密度电源工温度作特和电功耗门类材料方法材料记端数连线粘接面积比(6.2. ) 尺寸过程(6. 2. 1) 工艺(6.2.14) 电压范围判性据(6.2.18) (6.2.3) (6.2.4) (6.2.5) (6.2.6) (6.2.8) (6. 2. 9) (6.2. 1

10、0) (6.2.1) (6.2. 12) (6.2. 13) (6.2.15) (6.2.16) (6.2.2) (6.2.7) (6.2.17) 尺寸(主要的) 浸洗液 盐雾 可焊性 寻|线强度 密封 湿热(空封器件 即击振动 一稳态加速度耐焊接热 温度快速变化 湿热(非空封器 件)贮存 电耐久性 相关性验证(如 适用)25 .C和最高、最低温度下的附加 动态特性25 .C和最高、最低温度下的附加 功能和静态特性特殊的电试验 表1注z表中的表示该项判别规则对于所对应的试验来说是强制性的。01 条 装配线条 外壳门类条 封装方法条 外引线材料条 最终加工过程满足上述各条全部要求的器件 对于引线

11、强度 试验而言 可视为结构相似生产线器件应是在相同的扩散线和或 装配线见 条上制造的外壳外形和尺寸详细规范里规定的外壳外形和尺寸应相同外壳门类见 半导体器件的机械标准化第 部分 半导体器件封装外形图类型的划分以及编号体系规定的标准形式从外壳门类的角度来考虑结构相似性电路应安装于符合下述判别规则的外壳内相同工艺的外壳分类相同的引出端形式和标称截面相同的单一形式 相同的标称尺寸和相同的引出端数外壳材料外壳材料应相同封装方法用于空封的外壳密封方法或用于非空封的材料和方法应相同外引线材料用作外引线及涂层的材料应相同 另见 条最终加工过程不包括标志的方法 见 条 和最终电测量见 条 对一个完整器件进行的

12、最终加工过程应相同标志方法标志的方法和外壳上采用的涂层应相同引出端数只要组内器件的最多与最少引出端数之差符合下述要求 就可构成单独一组引出端数不多于 的外壳 差不大于引出端数多于 的外壳差不大于内部连线材料及内引线键合内部连线的材料和标称截面应相同 形成内引线键合的材料和方法也应相同芯片粘接粘片所用的材料和方法应相同芯片面积比一组器件内最大与最小芯片面积比应不超过芯片制造工艺应按相同工艺生产芯片即基本技术和基本工艺相同 如肖特基 等钝化类型相同版图设计规则和设计数据相同执行基本功能的单元相同金属化方法和材料相同衬底材料和性能相同密度器件的密度为单元数与芯片面积之比 按下式给出单元数芯片面积单元

13、的定义并不重要 只要应用结构相似性规则时组内各型号均采用相同的定义即可有关型号的密度与受试器件密度之比应小于工作电源电压族规范和 或详细规范规定的工作电源电压应相同工作温度范围族规范和 或详细规范规定的工作温度范围应相同功能或电特性判据该判据意味着应满足下述两个要求在一个结构相似性编组里 所有的器件型号都应规定在同一空白详细规范及同一族规范若适用里若适用对代表型号及有关的型号均有效的特定功能或电特性判据 按空白详细规范和 或族规范的要求功耗有关型号与受试器件功耗之比通常应小于 然而 该比值也可以提高 只要有关型号结温的升高不超过 即可组和分组各组试验应按下表组 类 类 类筛选注 一年进行一次

14、但可焊性每 个月一次提交该组试验的样品应预先通过 组和 组检验包含在分组里的特性在空白详细规范里规定 并在 号标准有关部分的第 章额定值和特性 中已强制性地列入表组逐批分组 检验或试验试验条件外部目检下的功能验证 若无其他规定不适用于 类最高工作温度下的功能验证不适用于 类最低工作温度下的功能验证按详细规范规定下的静态特性最高工作温度下的静态特性最低和最高工作温度下的静态特性下的动态特性若无其他规定不适用于 类最高工作温度下的动态特性不适用于 类最低工作温度下的动态特性见有关标准注 如果制造厂能定期见表 注 证明两个极限温度下的试验结果与 下的试验结果相关 见 条则制造厂可以使用 下的试验结果

15、 在选择该方法时 应采用 下有关试验分组的抽样方案表组逐批类情况见 条分组 检验和试验 引用标准条件尺寸 附录电额定值验证 见有关标准 按规定 适用时可焊性 半导体集成电路机械和气候试验方法 按规定温度快速变化空封器件温度快速变化随后电测试密封 细检漏密封 粗检漏见 和或次循环同 和按规定按规定续表分组 检验和试验 引用标准条件非空封和环氧封的空封器件温度快速变化随后外部目检稳态湿热电测试 见 和次循环严格度同 和电耐久性 见有关标准 条件按本规范 条及适用时 条的规定放行批证明记录 按空白详细规范的规定给出计数检查资料注 将为强加速湿热 取代空白详细规范可允许减少 分组试验项目表组周期分组

16、检验和试验 引用标准条件尺寸 附录环境温度下的电特性 见有关标准 按规定最高和最低工作温度下的电特性 见有关标准 按规定 如极限温度下测量电额定值验证 瞬态能量额定值 见有关标准 按规定引出端强度 按相应封装规定如拉力或转矩耐焊接热 按规定续表分组 检验和试验 引用标准条件温度快速变化空封器件温度快速变化随后电测试密封 细检漏密封 粗检漏非空封和环氧封的空封器件温度快速变化随后外部目检稳态湿热电测试见 和或见 和次循环同 和按规定按规定次循环严格度同 和稳态加速度用于空封器件 按规定稳态湿热空封器件非空封和环氧封空封器件随后电测试 见 和严格度 类为 类为严格度偏置按详细规范规定时间 类为 类

17、为同 和电耐久性 见有关标准时间 条件按本规范条及 适用时 条的规定高温贮存 温度按规定标志耐久性 方法放行批证明记录 按空白详细规范的规定给出计数检查资料注 若适用应在本规范 分组定期验证相关性 见本规范在连续 次通过该试验后 周期可放宽为一年一次空白详细规范可允许减少 分组试验项目将为强加速湿热 取代表组分组 检验或试验 引用标准条件电耐久性 类不适用类类条件 按本规范 条及 适用时 条注 如详细规范规定进行 组试验则 组试验应在鉴定批准后立即进行 其后一年进行一次筛选当详细规范或合同规定了筛选时 应按表 对生产批中所有器件进行筛选通常在 组检验之前进行 若在满足了逐批的 组 组和周期的

18、组检验要求后进行筛选则应重新进行可焊性 密封和 组检验 另见本规范 条 空白详细规范可以规定筛选后需要增加的试验筛选顺序应按表 规定表筛选步骤 检验或试验 引用标准条件顺序内部目检在考虑中高温稳定 时间和温度按详细规范规定温度快速变化 按详细规范规定稳态加速度在最严格的方向上加速度大小按详细规范规定密封 或以及 方法 或 随后方法电测量老化前 电测量见有关规范如果详细规范要求部分参数 变量 剔除不合格品老化前 电测量见有关规范如果详细规范要求部分参数 属性 剔除不合格品续表步骤 检验或试验 引用标准条件顺序老化 见有关规范或按详细规范规定按详细规范规定时间除非在空白详细规范中另有规定老化后 电

19、测量见有关规范 按 或 规定剔除不合格品注 除非详细规范另有规定否则不适用于非空封器件 其他试验在考虑中对于单片集成电路 不合格品超过 对于多片集成电路 不合格品超过 则批拒收 可在详细规范中对批拒收规定更小的百分比抽样要求表 和表 为空白详细规范提供了抽样要求表组检验的抽样要求分组类 类 类类 类 类注 批允许不合格品率最大合格判定数为表采用 的 和 组检验的抽样要求分 组类类筛选顺序注 批允许不合格品率最大合格判定数为对于 引出端强度 和 可焊性 分组 适用于分配给至少 个被试器件的引线数引出端识别参见 半导体器件分立器件和集成电路 第 部分总则附加资料在考虑中试验和测量程序下述条款为制订

20、详细规范所要求的试验和测量程序提供了依据具体的试验和测量程序均应在详细规范中规定电测量方法数字电路见 半导体器件集成电路 第 部分数字集成电路 第 章模拟电路见 半导体器件集成电路 第 部分模拟集成电路 第 章接口电路见 半导体器件集成电路 第 部分接口集成电路 第 章机械和气候试验方法和或 基本环境试验规程电耐久性试验一般要求见 第 章第 节具体要求见 第 章第 条应按下述要求确定进行耐久性试验的条件功耗工作温度和电源电压的选择应按以下顺序或程序电路的功耗应为详细规范所允许的最大值环境温度或参考点温度应当是 的功耗下详细规范所允许的最大值如果没有 或 的限制 电源电压应为详细规范所允许的最大

21、值试验条件和要求应在详细规范里规定耐久性试验的时间应为组组组 类组 类组电耐久性试验的时间是 组和 组电耐久试验的累加时间这些试验除 组外 均视为非破坏性试验加速试验程序见本分规范附录相关测量范围如果能证明在不同条件下得到的试验结果是相关的 则在极限温度下规定的静态和动态特性测量可以在别的温度如室温 下进行 此方法也适用于其他情况 如对动态参数可在不同的负载网络下测量 相关的程度可用统计方法来确定和论证通过完备的技术知识了解对所考虑的特性有影响的参数和解释收集到的数据也可能建立起相关性要求下列条件满足后允许采用相关测量有关的族规范或空白详细规范应明确允许采用相关测量并规定要求相关的程度相关性在

22、鉴定批准时初次验证并要定期予以验证方法提供两种方法第 种是根据参数测量和统计计算第 种凭经验方法在两种不同条件下测量各个参数 通过两组读数 计算相关系数如下平均值标准偏差协方差相关系数注 许多计算机和计算器备有这类计算程序给出的公式仅作说明用相关测量的测试极限值必须设定可以通过绘出两组读数的曲线并研究其差值 或者用平均值间的差值调整非相关极限来完成必须规定相关系数的值 是其最低要求如果相关系数小于规定值本方法不适用方法本方法基于对工艺技术的深刻了解对影响器件性能的所有参数的充分了解在各种不同试验条件下积累大量数据用这种资料可能确定相关测量读数的初始测试极限 当 要求时应提供采用的理论模式 采用

23、一种反复调整方式将初始极限调整到满足下述验证要求相关性验证相关性验证在两种不同情况下进行在每一器件型号鉴定期间定期不足一年 验证相关性为在规定的测试条件 如详细规范规定的最低或最高温度 下测试极限值 应测量满足相关测试极限的 个器件所组成的样本 如果出现一次以上拒收 则有关参数的相关性无效 对被鉴定的每种型号重复这一过程对耐久性试验有效的结构相似性也适用于相关性验证附录加速试验程序补充件适用时 加速试验能在短于非加速试验要求的时间内得到试验结果 并给出等效的质量评定 详细规范应指定可按加速程序进行的试验 并说明该加速试验是不是破坏性的适用性用于鉴定批准和质量一致性在能充分满足 条要求时本分规范

24、及相应的总规范 强制性要求部分的周期试验 组和 组试验可以采用本附录或总规范的等效条款所给出的试验程序用于器件的筛选总规范和本分规范允许采用加速试验程序适用于周期试验的要求如果满足下述条件制造厂可按本附录 采用加速试验程序应将采用加速试验程序的试验以及对该程序作了那些修改通知每个 应指出何处采用了加速程序的试验制造厂应按用户 包括那些从批准的销售商采购的用户要求提供全部加速试验程序的详细内容热加速电耐久性试验程序加速是以过热应力来实现的只有在非加速试验及加速试验所获得的真实结温范围内器件的失效率可用恒定的激活能描述时才适用在适用处 加速试验程序将检查出预期的失效机理是否在异常大的程度上存在是否

25、在相当大的程度上存在另外能减少寿命的失效机理理论模型假设失效机理可通过提高真实结温来加速 如果与器件预期失效机理有关的激活能值是已知的 且在整个真实结温范围内恒定不变 则该失效机理的时间与温度之间的关系可用下述阿雷尼厄斯氏定律表示式中 热加速因子激活能值 用 表示非加速试验和加速试验持续时间 用时间单位表示非加速试验和加速试验真实结温 用 表示试验条件温度制造厂应指定真实结温值 指定值的任何改变都应符合 的要求指定值应低于或等于真实结温 高于真实结温的电源电流与真实结温的关系曲线将偏离线性在指定真实结温 下 与非加速条件相比器件工作应无显著变化持续时间加速试验的持续时间 应从 的方程求出电负载

26、若无其他规定参照各个系列器件测试方法的基本原理结构相似性编组当加速试验用于周期试验时只要在同一空白详细规范 或族规范 中作了规定即可采用结构相似性编组试验程序除下述几条外 加速试验应以与非加速试验同样的方式实施试验完成之后 环境温度恢复到 偏置条件应保持到温度达到平衡为止在整个试验持续时间内应控制试验箱温度及被试器件的偏置电压以分别维持于指定值和注 一般通过测量环境温度或外壳温度以及平均热阻和功耗来验证真实结温比 低 的时间不得视作试验持续时间的一部分激活能用 的公式来计算试验时间 所采用的激活能值或者是假定值 或者是验证值在未进行验证之处 对任何工艺和封装可以假定验证值见 的程序激活能值的验

27、证激活能值的有效性应由制造厂按下述程序验证并取得 的认可抽样方式由至少每种 个器件组成的三个样本应取自同一生产线 可以采用对非加速电耐久性试验有效的结构相似规则 样本大小要这样权衡 即在较低的试验温度下采用较大的样本 以便在适当的试验时间通常为 内对每个试验温度可得到大体相同的预期失效数试验温度三个样本于三种不同的环境温度 每个温度一个样本 在规定的工作条件下试验 每两个温度间的温差至少应为 且至少有一个温度高于有关的 组或 组试验采用的温度试验持续时间每个样本至少进行三次中间测量 优选的时间为 和每个样本的试验应持续到出现 个失效为止注 验证激活能值的精确度强烈地依赖于确定失效时间的精确度试验数据的估算应进行失效分析 以确认在较高温度下未引入新的失效机理 应确定估算时哪些失效应计入 哪些不应计入应采用 个失效率 以便得到 与绝对温度倒数关系的回归线最佳拟合从这条回归线的 与 坐标取两个点采用 中的阿雷尼厄斯氏关系式 以 取代式中的 就可得到激活能值验证应在任何重大的工艺改变之后重新论证热加速因子因这种改变可能影响已论证过的激活能值的失效机理湿热在考虑中电压在考虑中附加说明本标准由全国集成电路标准化分技术委员会提出本标准由机械电子工业部电子技术标准化所起草主要起草人陈裕 童本敏 叶孙林 吴佑华