半导体器件的加速寿命试验评价方法-cn

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1、半导体器件的加速寿命试验评价方法山本敏男持续努力提高元器件及材料可靠性的结果，诞生了许多的但是，所谓加速试验这种试验方法，果真就加速了高可靠性产品。由此减少了故障发生的机会，而具体作可吗？而加速又是针对什么，加速了什么？是有必要明确它靠性评价试验则需要很长时间。人们希望作在更短时间获的基准。从结论来讲，实施加速试验是以已经可以预测试得有效结果的评价试验，即加速试验。但是所谓加速试验验结果，即已知故障主要原因及故障机理为大前提。由此，并非单纯加强应力缩短时间即可，同时它也不是全能的试首次加速和加速系数都是有其意义的。反过来这些关系未验。理解了这一点，有

2、效利用这种手法与否，其可靠性评明确，却突然将产品曝露在严酷条件，尽管在短时间使其价的结果会有天壤之别。发生故障那也仅仅是破坏而已。在此以电气、电子设备及部件为例，就有关加速试验的概在可靠性领域进行的加速试验已如您所知，汇总如要及思路加以说明。下：“比基准条件严酷的条件下，以大于通常的速度促进1、前言产品的故障机理，利用同一模式存在于两者之间的规律单单说可靠性试验其内容也是千差万别的，通常从可性，使其在短时间内再现。”即加速试验的成立是以这些靠性技术的观点来说，是以产品从工厂出厂后，在市场上故障的机理与故障模式要同一为前提，其中必定在未加速保管或使用与

3、周围“环境”息息相关的产品的性能如何保与已加速的试验之间存在规律性的结果。为此，计划做加证为其目的。一般来说容易将“可靠性试验”等同于“环速试验时以下为基本项目。境试验”，实际上环境试验也是各式各样，不能这么简单1、可在短时间内评价。地划等号。实际上环境试验也并非单纯等同“加速试验”。2、已提出问题，预测好结果的重点评价。这里从可靠性工学的角度来解析加速试验，而不在品质管3、已知产品使用条件及其时的环境条件。理上触及，慎重起见特此告知。4、留意存储将来可利用的具有一般特征的基础数据。虽然对解说没有什么必要，但在此说明一下第2项和2、定义、概要及基本事

4、项第3项主要是指实施试验时已将大致的主要原因提出，并按《JISZ8115可靠性用语》所述，所谓加速试验是能够了解其发展方向。第4项是考虑将来收集可利用的数“以缩短试验时间为目的，以比标准更严酷的条件进行的据。试验”。一般来讲比标准条件越严酷时间越能缩短，但能通常采用的加速试验手法按耗时加载到产品的应力够耐此试验的产品就证明优良还为时过早。事实上在最严的方法分类如下：酷的条件下通过的产品，在同样时间以最宽松条件试验也1、固定应力试验－研究故障时间的分布。经常发生故障。2、循环试验－研究应力循环的影响。本来故障现象从定性的观点来看，材料物资的恶化都3、应

5、力增加试验－研究寿命到来时的应力分布。是在适当的物理、化学因素组合时开始，受周围环境影响4、阶梯应力(stepstress)试验－研究在哪一步发生故反应速度加快，随时间而变化，在快要稳定的过程中潜在。障。故障总是要发生的，且一定存在原因，而象某一天偶发故这里第3项和第4项没有本质差别。由上一步应力导障的事是绝对不存在的。致的恶化累积下去。爱环斯佩克境仪器（上海）有限公司翻译１而且重要的是事先要明确区别是下列什么目的：⑴是在与市场相关范围内试验？以内分子间的反应为主，在反应开始和进展中只要有热干⑵是为了找出产品固有的弱点？扰，其速度即受热影响，利用这一

6、原理来说明的模式。⑶单单为确认耐久性而实施？3、综应合反模式一般在可靠性领域⑴是基本，根据目的与试验相关的故障综合的因素是以每次的现象的乘积来表示的。一切都会改变。接下来以热化学反应模式为例加以说明。3、加速试验与故障物理3-1阿伦纽斯模型计划加速试验时、试验后产品故障分析时要预先设定热化学反应模型中最早就热效能进行研究的理论为好模式，按照带说明的模式去验证。若考虑故障机理，则阿伦纽斯模型（theArrheniusequation），其关系式为如应该从技术上类推演绎。有恶化模式、故障率模式、或概下。K表示反应加速常数，在绝对温度为273.15+t℃时

7、率模式等，在此为了从定性定量捕捉到故障为止的过程我的函数关系为：们看一下比较容易理解的恶化模式的例子。恶化模式也有K=A×exp(–Ea/RT)种种，用的最多的有：A=加速系数1、应力－强度模式Ea=激活能，特定失效机理的典型值或根据经验数据从产品所固有的强度与周边应力的关系来说明故障。（以推导而得。表示由外界施加的由正常状态转变为危险状态强度恶化分布与应力分布重叠的部分视为故障发生。）能量值。具体讲比如常温下氧元素与氢元素不发生任何反2、热化学反应模式应，这时如果外部加热会发生化学反应，这种可以促使发爱环斯佩克境仪器（上海）有限公司翻译２生化学反应

8、的能量称为活化能。活化能的值根据反生失效。因此阿伦纽斯模型由于非常适用于建立半应现象不同而不同。单位通常为e