光电耦合器的长期贮存退化特性分析

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1、万方数据光电耦合器的长期贮存退化特性分析杨少华1一，李坤兰·(1．工业和信息化部电子第五研究所，广东广州510610；2．电子元器件可靠性物理及其应用技术国家级重点实验室．广东广州510610)摘要：介绍了某光电耦合器在自然条件下的贮存退化特性．长期贮存14年后出现了电流传输比和集电极暗电流等性能参数退化失效。其性能参数退化的原因为内部水汽舍量高、胶体开裂。该试验结果对于贮存寿命设计和贮存延寿工程有一定的参考价值。关键词：光电耦合器；贮存；退化；失效机理中图分类号：TN36文献标识码：A文章编号：16

2、72—5468(2013)01—0027-04The，Long-termStorageDegradationCharacteristicsofOpto-couplerYANGShao—hual‘2，LIKun—lanl(1．CEPREI，Guangzhou510610，China；2．NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonRtliabilityPhysicsandApplicationofElectronicComponent，Guangzhou51

3、0610，China)Abstract：Thedegradationcharacteristicsofopto-couplerunderlong—-termstoragestressateanalyzed．Itisfoundthatcurrenttransferratioandcollectordarkcurrentofopto-couplerdegradedobviouslyafter14yearsstorage．Therootcausesofopto-couplerdegradationarehi

4、ghinternalmoistureconcentrationandcrackofadhesiveglue．Keywords：opto—-coupler；storage；degradation；failuremechanism0引言在某些“长期贮存、一次使用”的应用中，各组件和元器件具有良好的长期贮存性能．其贮存可靠性与工作可靠性同等重要。光电耦合器是一种把发光和接收器件封装在一起．在输入和输出之间形成电气绝缘．并由光来传输电信号的光电转换器件。光电耦合器具有单向传输、抗电磁干扰、响应速度快、无接触点

5、接触和输入、输出端之间高度电绝缘等特点，在电气隔离、级间耦合、电平转换、开关控制和噪声抑制等方面有广泛的应用．现已应用于工业控制、空间技术和隔离总线驱动等领域。由于结构上的特殊性．光电耦合器的长期贮存性能退化是一个令人关心的问题。本文介绍了某型光电耦合器的长期贮存性能退化趋势．分析了贮存退化的原因。收稿日期：2012-07—16修回日期：2012—12—26作者简介：杨少华(1981-)，男，湖南邵阳人，工业和信息化部电子第五研究所电子元器件可靠性物理及其它应用技术国家级重点实验室工程师，硕士，主要从

6、事电子元器件可靠性评价与试验、贮存可靠性研究工作。万方数据电子产晶可●性与环境试验2013年1光电耦合器的长期贮存试验及其失效模式光电耦合器由光电二极管和光敏三极管组成．光电二极管发出的光通过透明的硅胶等介质传播至光敏三极管的基极。实现信号隔离和传输。光电耦合器的性能参数主要包括发光管阈值电压、反向击穿电压、电流传输比(CTR)和集电极一发射极击穿电压、集电极暗电流‰等，其中CTR、‰是关键参数。光电耦合器的主要失效模式是功能失效和参数退化．参数退化包括晶格缺陷和胶体劣化导致的CTR退化、可动离子沾污

7、或水汽侵入导致的暗电流增大【”。在长期贮存环境下，材料的老化和水汽的侵蚀都可能会导致性能参数的退化。为了摸清光电耦合器的长期贮存性能退化趋势．掌握贮存失效机理和贮存寿命特征。本单位自1996年开展了自然条件下的长期贮存试验。本贮存试验采用的耦合器样品系国产器件．系同一批次气密封装样品．自1996年开始投样。试验地点分别在长春、无锡、广州和西沙，贮存环境为自然存放。它们分别代表了寒温、暖温、亚湿热和湿热等气候类型。在贮存试验的过程中．每年对试验样品进行例行参数测试，记录其性能参数变化规律和趋势。至201

8、0年．发现140只样品中已有109只样品参数超出产品详细规范规定的合格判据．视为功能退化。参数退化结果见表l，主要体现在电流传输比和集电极暗电流的参数超差。裹1光电藕合器的贮存参数退化情况测试功能参数符号合格判据是否出现退化二极管正向电压“≤1．4V电流传输比CTR％>80％集电极一发射极饱和电压y圆≤0．3V集电极暗电流Iceo≤O．1肚二极管反向电压‰≥5V二极管反向电流，R≤lO雌否是否是否2光电耦合器贮存退化特性分析本文分析了其中某光电耦合器的性