混合微电路技术：第八章 试验

1、第八章 试验熟悉试验检测方法及原理确保对电路的预期寿命和电性能的要求得到满足试验：or电气(芯片和混合电路)、目检(内部和外部目检)、热/机械筛选试验破坏性和非破坏性8.1电测8.1.1芯片电测一混合电路含20器件(M)，每器件10%的失效率(P)M1是每次返修的平均失效数混合电路初始成品率(F0)一次返修的成品率(F1)所以混合电路成品率作为器件密度和器件成品率的函数芯片器件电测脉冲测试DC参数测试功能测试DC电流、击穿电压、驱动能力、漏电流、和功耗性能数据开关特性数据验证集成电路中的内部晶体管和门组装到片式载体或载带上8.1.2混合电路电测一种小的定制的提供被测件与仪表架上的标准设备的接口

2、的测试盒一种用户自制的、带有内部信号源和电源、能提供“通过/通不过”测试数据的专用测试盒一种插入了矩阵开关，提供被测件与进行测试寻址的微处理机的接口的测试卡计算机控制的自动测试设备探针卡Probe card20世纪80年代自动测试仪为Tektronix3260和3270测试仪。测试军用混合电路。惠普和集成电路测试系统公司开发出测试工作站圆形的印刷电路板，提供模块的输入/输出引脚与测试仪的电路接口Tektronix测试仪的接口电路板电测设备分为：存储电路测试仪提供大量地址线、时钟、数据线和电源线模拟电路或数字电路手动测试设备或专门定制的测试夹具测试的测试点：模块的每一功能单元装配完成后、密封前、

3、老炼前、老炼后和最后交货时。密封前的测试要注意水汽冷凝。规定允许损坏百分数(PDA)或参量漂移筛选时要进行老炼筛选。PDA,90%的产品通过(H级)，98%的产品通过(K级)8.2目检密封前目检30100倍光学设备检查内部材料、结构和混合电路的加工质量按MIL-STD-883方法检测有源芯片器件集成电路、晶体管、二极管无源片状元件电容器、电阻器、电感器基片缺陷基片、金属化、对准、电阻器、电阻器调整元器件往基片上的组装焊接或环氧贴装、元器件取向基片往底座上的贴装焊接或环氧贴装，基片取向线焊球焊、楔形焊、新月形焊、梁式引线焊、网络焊内部焊线线和梁8.3非破坏性筛选试验8.3.1热/机械试验1、除了

4、电测之外，混合电路还需作不同等级的机械和热筛选试验2、军用混合电路依据MIL-STD-883规定经过多年的开发和修改，是有效手段内部目检；稳定性烘烤；热冲击温度循环；机械冲击；横加速漏气实验；老炼前电参数测试；筛选试验老炼后电参数测试；反向偏置老炼；最终电测；射线成像(x射线)8.3.2老炼实验老炼是将功率加到电路上，且在提高了的温度下保持一定的时间(对H级160h，对K级320h).老炼建立了在压缩的时间框架内模拟实际操作的电和热的条件，缩短了失效时间Arrhenius方程制约着电子器件的反应失效率：其中正常工作失效率(F1)与老炼后的失效率(F2) 集成电路有高的早期失效率，通过早期失效期

5、后,失效率即达到最低水平，老炼加快了这个达到最低失效率的过程例如：混合电路在结温125 时老炼168h，对应于50 工作1.1年。在结温135 时老炼168h，等效工作时间将是1.7年。结温对失效率很重要，老炼时必须仔细控制结温对50 时的等效工作小时的曲线等效时间(h)结温（）40000350003000025000200001500010000 5000 050 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160空气环境下老炼烘箱控制结温产生的热少，系统有效，产生的热多，液体媒质中老炼液体中筛选惰性介质流体，氟碳比空气中能更好的实现温度稳定和平衡空气中与液体中老

6、炼的比较空气中老炼大功率器件需要散热片 有潜在过热点 热失控8.3.3颗粒-碰撞-噪声(PIND)检验松动颗粒问题的解决方案工艺过程中降低和消除颗粒用巴利宁或其它有机涂覆使用颗粒吸气剂用PIND筛选试验检验松动颗粒8.3.4红外(IR)成像非破坏性方法，红外装置扫描评价芯片、基片贴装和线焊的整体性，提供电路在加电情况下的热分布图红外显微镜和热像仪a.红外显微镜图像通过检查红外能量看到。工作波长为0.72m，通过材料透射或从材料处反射主要用于生产工艺中检查圆片掺杂不均匀性和硅圆片晶体结构b.红外热像提供电路加电情况下彩色的电路温度分布图彩色图像显示0.1 的温差用样品辐射做修正比较过热，短路过冷

7、，断路8.3.5声显微镜技术非破坏性测试原理：基于声信号透过一个部件的传输和检测其从各种不同材料处的反射波的差异信号依赖材料的物理特性反射声波用换能器转换成电信号，在显示器上形成部件图像。低频换能器适用于厚样品的深度穿透高频换能器适用图像分辨率要求高的场合和非常薄的界面主要针对气泡、分层或在结构中开裂的检验8.4破坏性筛选试验芯片剪力强度线焊强度引脚完好性可焊性盐雾抗潮湿破坏性物理分析内部水汽含量-质谱仪破坏性物理分析(DPA)确定混合电路与使用的设计要求和工艺要求是否一致遵循的程序在MIL-STD-883方法中5009中要求：外部目检X射线PIND密封性内部水汽分析内部目检基线结构键和强度SEM芯片剪力封装环境的水汽和气体分析MIL-STD-883方法1