GB T 4938-1985 半导体分立器件接收和可靠性.pdf

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1、中华人民共和，国国家标准半导体分立器件接收和可靠性Acceptance and reliability for di皿retesemicond配tordevices 本标准等同采用国际标准1EC 147 - 4 (1976)(第四部分:接收和可靠性。UDC 621.382.2 /.3.004.12 :62一192GB 4938-85 IEC 147-4-1976 本标准列出了适用于半导体分立器件的电耐久性试验方法，可以从中选择使用。1 总则1. 1 半导体分立器件试验所引用的可靠性资料。1.1. 1 IEC319 (电子元件(或部件的可靠性数据介绍，1.1.2 IEC319A，即对IEC319

2、号标准的第一次补充。2 电耐久性试验2. 1 目的对各种类型或分类型半导体器件的耐久性试验，以及判定失效特性和失效判据进行了标准化。这使不同制造厂所提供的有关接收试验和可靠性试验的数据，易于进行统一的比较。2.2 一般要求2.2.1 电耐久性试验条件2.2. 1. 1 工作型式器件应在稳态按适用情况可为直流、交流或动态)条件下在规定电路组态中工作。在某些情况下，可把间断的或其他工作的型式作为补充试验。2.2. 1. 2 安装条件8. 环境额定的器件单端或双端器件的外壳与电接点或支承点之间的引线长度最好不少于5mm。引线长度小于5mm的器件，应按制造厂的建议进行安装。支承点所处的温度应不低于环境

3、温度。b. 管壳额定的器件器件应安装得能保持规定的管壳温度。2.2. 1. 3 工作温度工作温度应规定在t拐点和t之间的?点(见图)。如图中所示，温度t对应于20%这一点。该工作温度一部分由器件耗散来达到，一部分由环境温度来达到。环境额定的器件，其工作温度的偏差应保持在:t5 C之内。营壳额定的器件，其所有管壳的平均温度与规定工作点的偏差应保持在:t5 C之内，而任何个别器件营壳温度与规定工作点的偏差应保持在:t10 C之内。国家标准局1985-02-06发布1985-11-01实施GB 4938-85 I戎P100 % 20%，卜一一一一一一一一一-一一一-寸一-t幌点降额曲线2.2. 1.

4、 4 工作电压t t 量大CC) t环撞我t.*除有关规范中另有规定外，工作电压应采用表E中的推荐值。工作期间的初始偏差和任何变化，如为直流电压，应在土5%以内，交流或脉冲电压，则在士10%之内。如果要求在不同表E所列的条件下进行补充试验，则应采用2.2.1.7款中给出的组合条件进行。2.2. 1. 5 耗散功率和电流除高温反偏试验外，被试器件应按降额曲线(见图的耗散功率或电流来工作。工作期间的初始误差和任何变化，如为直流功率或电流，应在:t5%之内，如为交流或脉冲功率或电流，则在士10%之内。如果要求在不同于表E所列的条件下进行补充试验，则应采用2.2.1.7款中给出的组合条件进行。2.2.

5、 1. 6 试验电路见表E。2.2. 1. 7 .补充试验如果需要指出失效率随工作条件下的变化，则推荐用下面所给出的电压和耗散功率或电流的组合条件。工作电压，%100 . 50 20 注g100%值指的是表E中推荐的那些值。耗散功率或电流，% 50 20 100 50 20 100 50 上表中列出的某些应力组合不能安全地加到某些类型或型号的器件上，即任何规定的试验条件应在被试器件的安全工作区内避免热奔和或二次击穿)选择。GB 4918-85 2,.2.2 试验的持续时间2.2.2.1 试验的持续时间应从下列时间中选择z168:hlooof;:h 336 !:h 2 000 h 町SOOOh

6、672:;h10000h 如果进行中间测试，也应在上表中列出的时间间隔上进行。2.2.2.2 如果持续时间是用循环次数来确定，则应采用1、2或Sx 10的序列，其中是包括。在内的整数。2.2.3判定失效的特性和测试2.2.3.1 特性应选择对特定的器件类别是最重要的那些特性。各类器件的推荐特性见表I。2.2.3.2 测试条件全部特性应在器件完成试验后的96h内按表I进行测试。应在环境或基准点温度为25I S C时进行测试。布属性试验，通过测量可得到通过或不通过的数据(把测得的值与失效判据进行比较，从而判定每个薯件是否通过。对变量试验，器件应单独识别，并且应测量每个器件的每个规定特性。2.2.4

7、 失效判据失效极限值最好是表I中的规定值。判定失效时，如有必要，可参考2SC时的测试值。2.2.4.1 定义一个器件经试验后不符合表I中为这类器件所规定的一个或几个特性极限值，则认为该器件失效。在提供数据时，除了总失效数外，还应给出短路和开路的器件数。短路器件是一种不再能完成莫要求功能并呈现准电阻性的低阻抗特性的器件。泣，判定短路失效的特定极限值应在数据表中给出。2.2.5 预防措施2.2.6.1 试验时去掉偏置的处理在与规定的试验时间相等的总时间内在允许的偏差内应对器件施加偏压和或偏流。对赞定的器件类型和试验条件，如果当器件去掉偏置冷却时，其特性出现明显的变化，则最好应继续对器件施加偏压，直

8、至它们冷却到室温为止。2.2.1.2 烘箱或其他热源的过热试验时，如果热源温度失控，就可能破坏或损伤器件，因此热源应装备重复的过热控制来限制最高温度。2.2.5.3 静电放电和电磁场有关的设备和本员应采取预防措施，使器件避免由于高静电压和强电磁场而遭受损伤或破坏。2. .2 .1.4 振荡抑制和电流限制试撞时由于电路申的振荡而可能使器件遭受损伤或破坏。采用宽带示波器就可以检测到振荡。在试瞌电路中增1J讲联电容器和(或串联电感和电阻器就可以抑制振荡。试验过程中因出现热奔也可能使器件遭受损坏或破坏b采用接人固定电阻器它可在发生热奔时限制器件的耗散的办法可以避免这样的损坏p应当对每个器件而不是对各组

9、器件接上这样的电阻器，这样如果一个器件热奔肘，就不会使这一组的所有器件上的偏置都消失或减少。当这些电阻器安放在接近器件终端时，它们也常常起到振荡抑制器的作用。当为了某个目的而在电路中接人电阻器时，器件端子上的偏置应为器件在规定的试验条件下达到热平衡时的规定偏置。2.特殊要求2.1.1 器件类别GB 4938-85 对以下类别的器件按表I来选样耐久性试验，双极型晶体管，小功率信号二极营，基准电压二极管和稳压二极营，调谐用变容二极臂，整流二极管，闸流晶体营。2.3.2 耐久性试验条件各类器件的试验条件和试验电路在表I中列出。有关规范应规定适用的试验。2.3.3接收试验的失效判据和判定失效特性各类器

10、件的判定失效特性、失效判据和测试条件在表I中列出。注g特性应按该表中列出的顺序进行测试，因为由于某些失效机理所引起的特性变化，可能受其他测试的影响而部分或全部地被掩盖.2.3.4 可靠性试验的失效判据和判定失效特性适用时，在有关规范中规定。2.3.辱!误试情况的程序当器件由于误试如试验设备故障或测量设备故障或操作人员的失误而失效时，应将失效记人数据记录并说明失效原因。表I接收试验的判定失效特性器件类别判定失效的电参数失效判据(注1) 测试条件1 CBO 2 X USL 为1CBO规定的最高VCB , V CB- (V CE-) 1. 2x USL VCEsat 1. 2X USL 为VCEsa

11、t规定的最高IcF(注5) USL+3dB 为F规定的最低Ic小功率信号IR 2 x USL 为IR规定的最高VR (注6) 二极管VF 为VF规定的最高IF1. 1X USL IR 2 x US L 为IR规定的最高VRVz I L I IVD的1%(注3)基准电压ILIIVD的2%(注4)二极管为标称Vz规定的Izrz 1. 2x USL V nz 1. 5XUSL 见有关规范GB 4938-85 续表I器件类别判定失效的电参数失效判据(注1) 测试条件1R 2 x US L 为1R规定的最高VR稳压二极管Vz USL 1. 2x USL 1R 2 x USL 为1R规定的最高VR调i皆变

12、容二VF 为VF规定的最高1F极管1. 1xUSL Q或rs2 x USL 1R 2 x USL 为1R规定的最高VR (= V RRM)和最高温度理流二极管VF 1. 1 X US L 为VF规定的最高1F1R 2 X USL 1为1R规定的最高VR (= V RRM)和最高温度闸流晶体管10 2 X USL 为10规定的最高VO( = V ORM)和最高温度晶闸管注7) 1GT 1. 1 x US L 为1GT规定的最低VoVT 1. 1 x USL 为VT规定的最高1T注gUSL=规范的上限，LSL=规范的下限，IVD=单个器件的初始值。只在不规定h2!E公差或不规定h21 E的情况下。

13、器件公差规定为小子或等于1%。器件公差规定为大于1%。在适当情况下。测定1R在击穿区内规定VR时，可采用VR的较低值。如果闸流晶体管在试验时丧失了其阻断规定电压的能力，则认为该闸流晶体管试验失效。GB 4938-85 表H各类器件的电耐久性试验条件E 作条件器件类别试验项目试验电路备考电流电压温度双极型工作寿命P 101 max V CE= 0.7 (见2.1.3款)晶体管IC= f飞R , 10V EB V CEO皿ME V CE IE (见2.1.5款)(注1)RCV CB + 注2)IC 高温反向V CB= V CBO max 最高工作温度CT面R 5 =限流电阻器偏置t amb(max

14、)或t ca5e(max)按规定(注2)小功率工作寿命等效于提供正弦波50Hz或见2.1.3款 R L=负载电阻器信号二耗散功率1101max 60Hz -.:J 极管或规定最大平RL 峰值=规定的均整流电流值VRm口高温反向VR=VRmax 在规定的Rs =限流电阻器偏置t amb(max)戎Rs t ca叫max)下施加VR时的最高工作温度基准电工作寿命按有关规范给取决于(见2.1.3款)Rs=限流电且器压二极定的1z max 非C二2Rs 印0.2y嘈管和稳z 压二极管调谐变容高温反向V R= V R max 最高工作温度，Rs=限流电阻器二极管偏置t amb(max)或r- ) t c

15、a5e (max)按规定Rs GB 4938-85 -续表E工作条件器件类别试验项目试验电路备考电流电压温度整流二工作寿命(见2.1.5款)正弦波50Hz或见2.3款RL=负载电阻器D、极管(电阻性60Hz 注3) 负载峰值=.100%VRWM 工作寿命等效于容性正弦波50Hz或(见2.1.3款CL应具有有关(电容性负载的额定平60Hz 3但规范中规定的最负载均正向电流峰值=100% 高电容。VRWM Rs=限流电阻器，要在有关规范申规定(注3)。RL=负载电阻器高温交流正弦波50Hz或规定VRWMiJ才红、Rs=限流电阻器反向偏l置60Hz 的最高温度二x飞y注3) 峰值=100% D=阻塞

16、二极管VRWM 闸流晶热循环负IF(半正弦拢，取决于IF和RLRL应近似等于被体管载试验50Hz或60Hz)仁当试二极管的有效晶闸管必须离得足以t case= 25.C 电阻使器件加热到t vj) max 注4)工作寿命(见2.1.5款正弦波50Hz或(见2.1.3款RG=控制极电(电阻性60Hz 3理阻器负载峰值=100% RL=负载电阻器VRWM或VDWM(注3) 高温交流正弦波50Hz或额定VRWM和Rs=限流电阻器阻塞60Hz VDW才的最高2巳RG=控制极电阻峰值=VRWM或温度器VDWM，选较低值注3) GB 4838-85 续表H工作条件器件类别|试验项目电流电压温度闸流晶体|热循环负Ih半正弦波|取决于h和RL管晶闸|载试验!刚满60Hz)刽见注4)臂)I I须高得足以便器件加热到t (Vj) max 注的试验电路备考RL应近似等于被注，如果规定了安全工作区，电压必须低于0.7V CEO max才能保持在安全工作区内时，试验条件应在安全工作区内。对npn晶体管要适当的改变电路。另外，可采用镜象电路。见本推荐标准第二部分第三章第一节第4条。附加说明z本标准由电子工业部提出。本标准由电子部第十三研究所等单位负责起草。本标准主要起草人董组、刘世华、周立、汪亚光。