SJ-T 11874-2022 电动汽车用半导体分立器件应力试验程序

电动汽车用半导体分立器件应力试验程序I 12规范性引用文件 1 1本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结1下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的款其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的顺本适用于太文件。不津日期的引用文件，其最断版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/46az42012半导体器件机械和气候试验方法第4部分：强如速稳态湿热试验(HAST)GE4027车用电子元器件破坏性物理分析方法法3术语和a)等级0:工作环境温度范围-40℃~125℃;b)等级1:工作环境温度范围-40℃~85℃。2 络参数器件进行试验或测试，例如“最大范围(四角)”系列(如最高/最低电压，最大/最小器件体积备相应资质或经认可的试验机构或实验室，也可来自供应商内部试验或测试(需经过评估),基本结构器件信息温度循环试验时间要求见表3)2的规定更改试验数据、周期性工艺可靠性监控数据(见图1)。3用户#1试验数据+工艺更改试验数据+周期性工艺可靠性检测数据=可接受通用数据周期性工艺可靠性检测数据用户#1特定试验工艺更改工艺更改试验特定试验特性分析内部试验开始生产图1通用数据有效性时间4.4试验样品试验样品应由器件组中有代表性的器件构成。当缺少通用数据时，样品应由多批次组成，非连续晶圆批次流片，并在非连续批次中封装。即抽取的试验样品在制量厂里必须是分散的中间间隔至少一个批次。4.4.2生产所有试验器件都应在相同的工艺制造、封装等生产场所生一，且使用相同的生设备和加工工艺，后续量产供货的器件也应使用相同的生产设备和加工艺。经确认有效后，可使用其他侧试场所完成电测试。已用于非破虾进试验的器件可用于其他试验和供货，已用于破坏性武验的器件除用于工程分析外不可用于其他试验或供货试验样品抽样数量和批次以及通用数据要求应满足表2中规定的最小抽样数和接收判据。如果供应商选择使用通用数据替代实际试验供应商应具备详细的证明文件(如报告或记录),且证明文件应记录有详细的试验条件和结果。现有可用的通用数据应首先满足本条和4.3的相关规定，包括参考通用数据确定表2试验项目的要求。如果通用数据不能满足这些要求，应对器件开展实际试验以确保满足要求。4.4.5试验前/后测试要求表2中的“附加要求”栏规定了每项试验后的终点电测试温度要求(室温、高温和低温，适用时)。终点电测试的温度范围必须覆盖最严酷条件。4.5应力试验后失效判据准则若器件出现以下情况，则视为失效：4a)静电放电特性(表2,E4和E5分组);5O缩写每批抽批次“允许失附加要求1湿、间歇寿命、对表贴器件，仅对温度循环(TC)、稳态湿热(高湿(H3TRB)、间歇寿命(1OL)、13096h,TA=130℃/85%RH,或264h,T=110℃/85%RH器件反偏，偏压额定击穿电压的80%,最高达到试验箱型值42V,最大不超过100V)。至少在试验前后进行常温电测试代1301000h,T=85℃/85%RH,器件反偏，偏压额定击穿电压的80%,130表面贴装器件适用，试验前应进行预处理。AC试验条121℃/101kPa,无偏置HAST试验条件：130℃/85%RH,96h或110℃/85%RH,264h。对高温高压敏感封装形式(如BGA),PC后进行1000hTH试验进行替代，条件：85℃/85%RH。试验后代13096h,T=121℃,RH=100%,101kPa。至温电测试(电测试)。130缩写每批抽附加要求后高温测试10验后高温测试，按参数验证(PV)极限值要求。对键合引剪切(WB⁸)试验(所有引线)代测13有温循试验样品超声扫描，选择5只分层最明显的器件开帽结进行C3分组引线键合拉力(WBP)试验(所有引线)。若声扫间歇寿命130A7≥100℃(不超注绝对最大额定值)。至少在试验前后电测试代功率温度130△T≥100℃(不超过铯对最大额定值)。至少在试验前后进高温反偏1308000h,结温150d或结温处于最大额低时间为400h,条件是结温升高25℃,调节T1130条件B(齐纳管)最大额定电流(IZ),调节T达到器件额-表2(续)缩写每批抽批次“允许失附加要求高温栅偏1301210随机抽取样品210引线键合拉力35个器件，至少10根键合引线0条件C或D。对金丝引线直径≥0.0254m小拉力为3克(grams),对金丝引线直径引线键合剪切30按适用规定芯片剪切3510引线强度210210验证标志耐久性。(激光打标器件或无标志器件不适用)210而封装形式D2PAK不浸没)表2(续)缩写每批抽数附加要求310,更改前后0210GJB128方法2026或其幅度5Q倍考表4的焊接条件。对通孔器件条件A,SMD器件3按适用规定徐覆金属镀层和引线结构的异质接触适用度215000g,仅Y₁方间。至少在试验前后进行常温电测试扫频振动20定间距为1.52mm(峰峰值),频率20Hz-100Hz;100Hz到200.5ms,1500g,5次冲击三个方向。至少在试验前后进行常温电测试20性310于栅击穿电压的最小值(仅适用于功率MOS和IGBT器件)10台缩写适用类型“每批抽允许失附加要求前/后电测试1和适用0该试验在室温下进行，作为相关应力试验程序的后续测试项1N0(人体模11附录C(充电器件模型)21-按适用规定验3D510一MOS器件和内部籍位IGBT器件)330仅智能功率器件适用D——破坏性试验，经该试验的器件不可用于后续检验或生产供货：E——确保抽样样品中包含了每种尺寸的键合引线：G——可使用通用数据：表2(续)缩写每批抽批次“允许失附加要求H—仅气密封装器件适用。项目C12到C15应使用相同样品顺序开展试验，以评估腔体封装的机械完整性，括号内的数字为试验顺K——不适用于稳压管(齐纳管):L——仅带引线器件适用：M——仅MOS和IGBT器件适用：N——非破坏性试验，经该试验的器件可用于后续试验或生产供货。;P—应考虑该试验是否适用于智能功率器件或选用其他适用考核要求。评估芯片逻辑或感应单元数量，预期用户式，开关速度，功率耗散和引出端数量。s——仅表贴器件要求。T—对二极管器件，若间歇寿命试验中100℃结温温升无法实现，可使用功率温度循环(A5替代)试验代替间歇寿命试验(A₅分组)确保结温变化。其他器件应进行间歇寿命试验；U—此类试验可使用未成型外壳(例如IPAK)进行试验以替代等效封装形式(如DPAK)的试验，确保芯片尺寸满足范围要求：V——对双向瞬态电压抑制管(TVS)器件，每一个方向应经受一半的试验周期：w—TVS器件不要求。4.2中的PV数据应在100%峰值脉冲功率(Pppm)后达到额定的峰值脉冲电流(Ippm)下测试；x—对开关器件(如高速/超高速整流管，肖特基二极管),规格书中额定结温系指开关模式应用条件下的规定。开关器件在H整TA达到最大TA,保证器件不发生热流失，应记录电压、TA和TA等试验值并在检验大纲和报告中明确。Y——仅适用于晶闸管：1——仅适用于内部键合引线直径≤0.127mm的MOSFET器件：2——A4a分组及A4a替代分组不适用于内部使用铜丝键合的器件：提供通用(系列)数据替代器件的实际试验数据，至少三个批次。对参数验证，有时候因环境/供应量等因素，用户会选择一个批次的数据接收试验通过，后续用户应自行评估仅一个批次数据的有效性并确定是否接收。口每次循环时间15000次循环7500次循环最快可能速度(最小开/关各2min)注3:示例示例2:一种封装形式最快可能速度为1min异/关000次循环，△T≥100替代备注晶圆厚度 X F晶圆直径 --芯片大小● -EMF版图3 -EM - EM晶圆制造晶圆来源●-R光刻441 -P6656 --MM666MR多晶硅- ●EM金属化(正面)E一●P金属化(背面) ● 667●E MR64-4 AEM表4(续)替代替代C备注芯片覆盖层HCCCD2CLHD源LH寸LH-引线键合J●一一一 一●一-XH●BH●●BLH一--HHHHHHHHH-●●BHHHH●●●●● 外壳标志 ●●LHH 1——早期失效率1——当键合pad受影响时2——试验后验证项3——仅外围更改适用0——肖特基势垒更改适用表4(续)A3及备注p——CV曲线(仅MOS器件)7——钝化层更改时适用字母或符号”“表面工艺更改后相关失效机理应进行考虑，评估受影响的性能或进行按表2“分组”列对应分组试验项目规定。(规范性)器件组/结构相似性本附录给出了器件组/结构相似性的一般确定要求，具体型号器件检验方案的制定可参考本附录的要求确定是否可采用结构相似性组合试验，采信通用数据以减少试验项目或样品数量，最终试验确定应得到用户批准。供应商应给出重要王艺或材料的完整数据，试验目的和支撑数据之间必须存在明确有效的联系。属于同一器件组(具有结肉相似性)的器件，应共备相似的器件结构、使用相同的主要工艺和材料。满足结构相似性的器件组中巢一型号器件通过检验后，其检验数据可最该器件组中其他型号产品共用，正文4.2中规定的器件得定试验除外。器件组中某型号的试验数据可用于该器件组其他型号器件的检验过程分满足规定的时间要求和有效性要求，且朱进行更改选择最复杂器件进行试验山覆盖所有可能的变化。针对每种王艺技术(如功率MOs,二极管，齐纳管等)应独业开展检验评价。相似程度如何，制造厂的一和基础工艺技术数据不可用于替代其他艺技术的进价。当工艺或材料发生更改时，器件级应进行适用试验以完成重新检验(见附表.1。组成器件组(具有结构相以性入的主要属性如下：晶圆制造我入主要类别包括：2)小信号场效应晶体管；5)绝缘栅双极型晶体管4GBD7)超高速整流二极管；10)瞬态电压抑制管；11)整流二极管或快恢复二极管(PIN);12)变容二极管；13)锗工艺器件；14)砷化镓(GaAs);15)可控硅(SCRs)。b)晶圆制造工艺1)工艺流程；2)版图设计规则；3)掩膜数量；4)单元密度(适用时);5)光刻工艺(如接触式与投影式、电子束与X光、阻光剂极性等);6)掺杂工艺(例如扩散和离子注入);8)氧化工艺和厚度范围(栅氧和场氧);a)封装形式(例如TO-220,SOT-23,DO-41)1)引线框架材料；2)引线框架涂覆(内部和外部);3)芯片粘接材料/方法；5)模塑料成分或其他封盖材料。双极型管(Bipolar)场效应管(FET)绝缘栅双极型管(IGBT)Gs(适用时)—a)V,I,Vm(二极管);b)V,h,N(光电管);c)V₂或Vawp(齐纳二极管);b)Cr。a)V,h,V(二极管);b)V,h,A(光电管);(资料性)本附录内容描述了分立器件静电放电敏感度(ESDS)人体模型分级试验的程序。出待测电路引出B图C.1静电放电敏感度(人体模型)连接示意图10ms前转到开启状态。C.2.2.1仪器要求f)按表C.1所示初始化负脉冲电压为1000V或4000V电平，随脉冲周期模拟器应可以产生一h)设置示波器水平时间轴为100ns/格或更低，按表1所示初始化正脉冲电压为1000V或i)测量并记录上升时间、峰值电流和环形电流。所有参数应满足表C.1和图C.2的规定；j)按表C.1所示初始化负脉冲电压为1000V或4000V电平，随脉冲周期模拟器应可以产生一k)测量并记录上升时间、峰值电流和环形电流。所有参数应满足表C.1和图C.2的规定。表C.1人体模型(HBM)波形规范电压电平VA峰值电流A短路上升时间上升时间短线衰减时间AI.和1的15%不适用.和L的15%不适用用L和L的15%不适用不话角4和L的15%*500Ω负载彼用乐按C.22.5进行仪若使用自动ESD试验仪器，应按制造商使用指南对所有高电平继电器进行系统诊断试验。该试验可验证一致性直可识别继电器开短路状态。继电器验证应在初次试验前进行并开展周例行验证。若诊断试验发飘维电器夫效，所有使用该失效继电器的插座板不可使用，除非继电器己经替换。试验仪器应进行修复并按c.22.4的要求进行重新检定。M图C.3脉冲上升时间(t)--HBM500Q负载电流波形C.3试验程序C.3.1样品数量按试验应力电压电平每10个器件组成一个样品组(按表C.1规定共需要30个样品),每个样品组经受一种电压电平应力，按图C.4流程图进行后续试验，按C.3.2的规定组成引出端组合。每一电压电平要求一组器件(10只)。C.3.2引脚/引出端组合对每一型号器件，每一对引脚/引出端对以及所有引脚/引出端对的组合应按图4流程经受每一种应力电平和极性的试验。未试验的引脚/引出端应保持电悬空状态。C.3.3试验温度试验应在室温下进行。ESD试验前，除非另有规定，所有器件应在室温下按相关规格书进行电参数测量(初测),随后进行高温测试。所介器件的参数测量结果应按表C2规定进行记隶，该数据己录将用于ESD试验后的终测结果比对a)按图C.4的流程图进行试验；c)将单独的器件引出端连接到引出端A。所有其他引出端保持电悬空；d)接规定由来对PUT施加一个正向脉冲。在施加下一脉冲前至少等待500pns当用户要求时，也可选择每一应力电平施加三个脉冲；e)按规定电平对PUT施加一个负向脉冲。在施加下一脉冲前至少等徒500uis。当用户要求时，也可选择每应为电平施加三个脉冲；f)断