Способ сравнительной оценки партий транзисторов по качеству и надежности

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к способам обеспечения качества и надежности полупроводниковых транзисторов, и может быть использовано для сравнительной оценки качества и надежности партий транзисторов одного типа как на этапе производства, так и на входном контроле на предприятиях - изготовителях радиоэлектронной аппаратуры. Способ сравнительной оценки партий транзисторов по качеству и надежности состоит в том, что подготавливают одинаковые по численности выборки партий транзисторов, измеряют коэффициент передачи тока транзисторов в схеме с общим эмиттером при нормальной температуре около 20°С, затем проводят испытание транзисторов на безотказность в течение приблизительно 100 часов при повышенной температуре и измеряют коэффициент передачи тока в схеме с общим эмиттером при повышенной температуре, далее после выдержки транзисторов в течение по крайней мере 24 часов при нормальных условиях вновь измеряют коэффициент передачи тока транзисторов в схеме с общим эмиттером при нормальной температуре, по результатам выполненных измерений рассчитывают значения относительного изменения коэффициента передачи тока транзисторов сразу после их испытаний на безотказность К₁ и после выдержки при нормальных условиях К₂, затем в каждой выборке транзисторов вычисляют произведение П₁ значений К₁ всех транзисторов в выборке и произведение П₂ значений К₂ всех транзисторов в выборке, на основании измерений и расчетов как более качественная и надежная партия транзисторов оценивается партия транзисторов с наименьшими значениями произведений П₁ и П₂ соответствующей выборки транзисторов. Изобретение обеспечивает отбраковку потенциально ненадежных транзисторов без разрушающих воздействий. 2 табл.

 

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к способам обеспечения качества и надежности полупроводниковых транзисторов, и может быть использовано для сравнительной оценки качества и надежности партий транзисторов одного типа как на этапе производства, так и на входном контроле на предприятиях - изготовителях радиоэлектронной аппаратуры.

Известен способ (Патент РФ №2226698, опубл. 10.04.2004) сравнительной оценки надежности партий транзисторов, в соответствии с которым при выборочных испытаниях партий транзисторов воздействием электростатических разрядов на каждый транзистор выборки подают электростатические разряды потенциалом вдвое большим допустимого по техническим условиям, каждый раз повышая его на 20-30 В до появления параметрического или катастрофического отказа.

Недостаток данного способа - испытания являются разрушающими.

Наиболее близким к заявляемому является способ отбраковки потенциально ненадежных транзисторов по патенту РФ №2490656, опубл. 20.08.2013. Для осуществления этого способа в качестве информативного параметра выбран коэффициент передачи тока транзистора в схеме с общим эмиттером. В соответствии со способом у всех транзисторов данной выборки проводят измерения коэффициента передачи тока транзисторов в схеме с общим эмиттером при нормальной h_21Э20°C и повышенной h_21Э100°С температуре, вычисляют их абсолютную разность и отношение и отбраковывают те транзисторы, которые одновременно удовлетворяют двум критериям:

где Δ_сред и К_сред - средние по выборке значения абсолютной разности коэффициента передачи тока при повышенной и нормальной температуре и его относительного изменения от температуры. Недостаток данного способа - испытания являются разрушающими.

Изобретение направлено на устранение указанных недостатков и обеспечение неразрушающих воздействий при отбраковке потенциально ненадежных транзисторов. Поставленная задача достигается заявляемым способом.

Предлагается способ сравнительной оценки партий транзисторов по качеству и надежности, включающий измерение коэффициента передачи тока транзисторов в схеме с общим эмиттером в выборке партии транзисторов, отличающийся тем, что подготавливают одинаковые по численности выборки транзисторов из двух и более партий транзисторов, измеряют коэффициент передачи тока h_21ЭН транзисторов при нормальной температуре около 20°С, затем проводят испытание транзисторов на безотказность в течение приблизительно 100 часов при повышенной температуре около 125°С и непосредственно после испытаний на безотказность измеряют коэффициент передачи тока h_21Э100 транзисторов при повышенной температуре, далее после выдержки выборок транзисторов, по крайней мере в течение 24 часов с обеспечением нормальных условий, измеряют коэффициент передачи тока h_21Э24 транзисторов при нормальной температуре около 20°С, по результатам выполненных измерений для каждого транзистора каждой i-й выборки рассчитывают значения относительного изменения коэффициента передачи тока транзисторов до и после выдержки 24 часа соответственно по формулам:

затем для каждой i-й выборки транзисторов вычисляют произведение значений всех транзисторов в выборке и произведение значений всех транзисторов в выборке, и на основании измерений и расчетов как более качественную и надежную из двух и более партий транзисторов оценивают партию транзисторов с наименьшими значениями

Способ был опробован на выборках по 10 штук двух партий маломощных кремниевых n-р-n-транзисторов типа 2Т312Б.

По техническим условиям (ТУ) электрическими информативными параметрами для данных транзисторов при испытаниях на безотказность являются коэффициент передачи тока h_21Э в схеме с общим эмиттером и обратный ток перехода коллектор - база I_КБО. Методом случайной выборки из партии №1 и №2 было отобрано по 10 транзисторов. Измерение параметра I_КБО показало, что у всех транзисторов в обеих выборках его значение при напряжении коллектора - база U_КБ=30 В не превышает 0,01 мкА при норме не более 1 мкА. Поэтому за информативный параметр был принят коэффициент передачи тока h_21Э.

Испытания на безотказность проводились в режиме: U_КБ=30 В; I_Э=5,6 мА; Т=125±5°С.

В таблицах 1 и 2 представлены результаты измерений следующих параметров:

- коэффициента передачи тока h_21ЭН транзисторов при нормальных условиях и температуре около 20°С;

- коэффициента передачи тока h_21Э100 транзисторов после испытания транзисторов на безотказность в течение приблизительно 100 часов при повышенной температуре;

- коэффициента передачи тока h_21Э24 транзисторов при нормальной температуре около 20°С после выдержки 24 часа по окончанию испытания транзисторов на безотказность.

Коэффициенты K₁ и К₂ представляют собой отношения коэффициентов передачи тока транзисторов до и после выдержки 24 часа и определены по формулам:

Для каждой выборки транзисторов вычислены произведения значений K₁ всех транзисторов в выборках и произведения значений К₂ всех транзисторов в выборках; значения произведений также приведены в таблицах 1 и 2 для каждой выборки транзисторов.

Как видно из таблиц по результатам расчетов, получено:

по выборке из 1-ой партии:

по выборке из 2-ой партии:

На основании измерений и расчетов в соответствии с заявляемым способом как более качественная и надежная партия оценивается партия транзисторов с наименьшими значениями произведений П₁, П₂ в выборке. Так из полученных значений произведений видно, что откуда следует, что партия №2 транзисторов более качественна и более надежна.

Способ сравнительной оценки партий транзисторов по качеству и надежности, включающий измерение коэффициента передачи тока h_21Э транзисторов в схеме с общим эмиттером в выборке из партии транзисторов, отличающийся тем, что подготавливают одинаковые по численности выборки двух и более партий транзисторов, измеряют коэффициент передачи тока h_21ЭН транзисторов при нормальной температуре около 20°С, затем проводят испытание транзисторов на безотказность в течение приблизительно 100 часов при повышенной температуре около 125°С и непосредственно после испытаний на безотказность измеряют коэффициент передачи тока h_21Э100 транзисторов при повышенной температуре, далее после выдержки выборки транзисторов по крайней мере в течение 24 часов с обеспечением нормальных условий измеряют коэффициент передачи тока h_21Э24 транзисторов при нормальной температуре около 20°С, по результатам выполненных измерений для каждого транзистора каждой i-й выборки рассчитывают значения относительного изменения коэффициента передачи тока транзисторов до и после выдержки 24 часа соответственно по формулам:

затем для каждой i-й выборки транзисторов вычисляют произведение значений всех транзисторов в выборке и произведение значений всех транзисторов в выборке и на основании измерений и расчетов как более качественную и надежную из двух и более партий транзисторов оценивают партию транзисторов с наименьшими значениями