二极管酸洗制程及可靠性筛选

二极管酸洗制程及可靠性试验筛选
1、二极管酸洗腐蚀化学原理
1#酸(混合酸):
成份:HNO3:HF:CH3COOH:H2SO4=9:9:12:4
(1)化学反应方程式(络合化反应):3Si+4 HNO3 +18HF        3H2SiF6+4NO+8H2O
3H2SiF6为可溶性络合物,易溶于水,且在水中的扩散速度较快。
(2)各种酸的作用:
2.1 HNO3(硝酸): 主要是与硅作用产生二氧化硅(SiO2
2.2 HF ():溶解二氧化硅(SiO2),与硝酸形成交互反应,以便控制反应之进行
2.3 CH3COOH(冰醋酸):主要为缓冲溶液,抑制(HF)对铜(Cu)离子的腐蚀
速率。
2.4 H2SO4 (硫酸):主要为缓冲溶液,抑制混合酸对晶片的反应速率
2#
成份:H3PO4:H2O2:H2O=1:1:3
(1) 化学反应方程式(氧化反应):    Si+ 2H2O2          SiO2+2H2O   
(2) -各种酸的作用:
2.1 H3PO4(磷酸):主要为缓冲溶液,提供酸根离子(H+柴油机起动器)
2.2 H2O2(双氧水):与硅反应生成二氧化硅(SiO2),实现硅表面钝化保护。
3#
制程一:成份:CrO3:H2SO4:H酸洗工艺2O=250g:1.25L:12.5L
(1) 化学反应方程式(水解反应):    H2O +2 CrO3            H2++Cr2O72-(重铬酸溶液)
                                  Cr2O72-苎麻纱+6Fe微波杀青2++14H+          2Cr3++6Fe3++7H2O
(2) 作用:铬酐(CrO3)是最强的氧化剂之一,在酸性状态下,将不容性杂质原子或离子氧化成溶于水的物质,通过冲水方式去除。
制程二:成份:NH3·H2O: H2O2:H2O=1:1:5
(1) 化学反应方程式(络合反应):Cu+ H2O2+ 4NH3                [Cu(NH3手机包装)4]+(OH2
                              杂质铜原子                氢氧化四氨络铜
(2) 作用:络合晶粒表面的杂质,使之形成水溶性络合物,通过冲水方式去除,同时又可将残留的其它有机杂质松香等去除。
2、产品测试筛选方法
(1)DVR测试,选用仪表:冠魁TVR6000。测试目的:测试产品击穿波形特性(SHARP,ROUND,ROUND OUT)
(2)反向恒流(1mA)测试:选用仪表;4810图示仪。测试目的:测试产品在反向功耗下的承载能力。
(3)常规电性能测试:选用仪表:HDS-800S,测试目的:测试产品满足常规电性参数要求。
3、二极管可靠性试验方法
老化筛选的原理及作用是给电子元器件施加热的、电的、机械的或者多种结合的外部应力,模拟恶劣的工作环境,使它们内部的潜在故障加速暴露出来,然后进行电气参数测量,筛选剔除那些失效或变值的元器件,尽可能把早期失效消灭在正常使用之前。
_D:M9U-g_h_q0q-质量-SPC ,six sigma,TS16949,MSA,FMEA老化筛选的指导思想是,经过老化筛选,有缺陷的元器件会失效,而优质品能够通过。这里必须注意实验方法正确和外加应力适当,否则,可能对参加筛选的元器件造成不必要的损伤。
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]_I_V_m_`7Y-质量-SPC ,six sigma,TS16949,MSA,FMEA目前我司使用的老化筛选项目有高温储存老化、高低温循环老化、高低温冲击老化和高温功率老化等。下面把各个试验方法作一简要介绍:
  1)、高温储存老化:把器件置于150℃的恒温箱内放置168小时。V
  2)、高低温循环老化:把器件置于-55℃的低温中15分钟,然后置于25℃的环境中5分钟,再置于150℃的环境中15分钟,如此循环10次。
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M_]六西格玛品质论坛3)、高低温冲击老化:把器件置于0的环境中5分钟,然后取出马上置于100℃的环境中5分钟,接着取出马上置于0药用复合膜的环境中5分钟,如此循环10次。
  _F8X_I!@_f_a_m)`&L_\_}/I六西格玛品质论坛4)、高温功率老化:对于普通整流管、开关管等施加80%的VR额定电压,然后置于125℃的环境中168小时,考虑到我司实际情况,目前是置于100的环境中48小时;
4、二极管的加速寿命试验


_    K1v_u_v9W_i_W加速寿命试验是指采用加大应力的方法促使样品在短期内失效,以预测在正常工作条件或储存条件下的可靠性,但不改变受试样品的失效分布。
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q_X(C_j"V3f六西格玛品质论坛通过加速寿命试验可达到以下目的:
 
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g_F-质量-SPC ,six sigma,TS16949,MSA,FMEA(1)、在较短时间里,对高可靠元器件的可靠性水平进行评估,可用外推法快速预测在规定条件下的失效率;
  (2)、在较短时间内,对元器件可靠性设计、工艺改进和可靠性增长的效果进行评估;_Z:[_b8K_c4p
  (3)、在较短时间内,加速暴露元器件失效模式和机理,从而可正确地制定失效判据和筛选条件。
    必须指出,元器件的电气规格参数指标与其性能稳定可靠是不同的概念,两者之间并没有直接的联系。规格参数良好的元器件,它的可靠性不一定高;相反,规格参数差一些的
元器件,其可靠性也不一定低。电子元器件的大部分规格参数都可以通过仪表立即测量出来,但是它们的可靠性和稳定性却必须通过各种可靠性试验,或者大量(或长期)的使用之后才能判断出来。

电子元器件的失效率数据,可以通过对它的可靠性试验求得:
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[__4p-r7E         λ=失效率=失效数÷(试验器件的总数×运用时间)
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I_y失效率的常用单位是Fit(1Fit=10-9/h),一百万个元器件运用1000h有1个失效,就叫做1Fit。失效率越低,说明元器件的可靠性越高。
5、可靠性试验失效原理:
(1)绝缘层保护失效。硅胶或环氧塑封料在高温状态下老化,导致硅胶及环氧塑封料绝缘保护层龟裂,而使得绝缘性能下降。(属于材料工艺问题,可通过修改硅胶及环氧塑封料使用工艺得以解决)
(2)晶粒表面失效。硅片侧表面存在杂质沾污,在常温状态下,能被硅胶束缚于硅片表面,当温度升高后,杂质自身能量增大,得以摆脱硅胶对其的束缚,使得产品漏电流增大,漏电流增大后又导致温度升高,从而产生雪崩倍增效应,最终导致产品失效。或者,晶粒侧表面二氧化硅(SiO2)层薄,高温后束缚电子的能力减弱,导致二氧化硅(SiO2)绝缘层失效。(属于中段制程问题,可通过改善酸洗工艺制程来解决)
(3)晶粒体内失效。晶粒扩散不良或者原硅片存在晶格缺陷,在高温状态下,产生失效。(属于原材料问题,该问题只有通过可靠性试验得以发现,并无其它解决良策)
6、二极管使用的一些注意事项
二极管应该按照极性接入电路,大部分情况下,应该使二极管的正极(或称阳极)接电路的高电位,而稳压二极管的负极(或称阴极)要接电源的正极,其正极接电源负极。
_M_C*J9q+o3N_h;I7ubbs.6sq二极管正常工作需要一定的条件,如果工作条件超过允许的范围,则不能正常工作,甚至造成永久性的损坏。为使二极管能够长期稳定运行,必须注意下列事项:
    *F_c0O_A#s)L(1)、切勿使电压、电流超过器件手册中规定的极限值,并应根据设计原则选取一定的裕量。
(2)、允许使用小功率电烙铁进行焊接,焊接时间应该小于35s,在焊接点接触型二极管时,要注意保证焊点与管芯之间有良好的散热
    (3)、玻璃封装的二极管引线的弯曲处距离管体不能太小,一般不少于2mm。
   
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u_L_u(4)、二极管的位置尽可能不要靠近电路中的发热元件。
    (5)、用稳压管时应注意,二极管的反向电流不能无限增大,否则会导致二极管中的热量过高而烧毁。因此,稳压管在电路中一般需要串联限流电阻,以限制耗散功率。
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本文发布于:2024-09-22 02:03:56,感谢您对本站的认可!

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