电子元器件加速的寿命试验存在的问题与应对措施

2018-12-25张晶鞍山信息工程学校

数码世界 2018年4期

张晶鞍山信息工程学校

伴随现今工业制造技术的持续、高速化发展，尤其是微电子制造技术的持续更新与完善，使电子元器件的可靠性得到显著提升。传统商用半导体芯片的失效率已控制在10-9数量级，如果还运用常规可靠性试验，则较难从中得到关于期间定量的可靠性数据。而加速寿命试验凭借其低试验成本及高效率，因而被广泛应用于电子元器件可靠性评价中。本文就此试验中所存在的问题与挑战及具体应对措施作一探讨。

1 电子元器件加速寿命试验中所存在的突出问题与挑战

1.1 选择加速变量的限制性

针对加速变量来讲，从本质上来讲，其就是在试验当中所选的用于加速电子元器件寿命的应力变量。基于加速寿命寿命的基本特质而言，将正确、合理的加速变量识别出来，十分必要且迫切。深层、系统化的理解电子元器件失效物理，对影响失效肌理的输入变量进行系统化理解十分重要。在实际开展单应力加速寿命试验时，一般情况下会选择处于主导地位的输入变量，并将其当作主要的加速应力。而在实际制定一些电子元器件加速寿命试验的总体方案时，也有可能用到复合应力加速寿命试验，或者是比较特殊的应力独立加速寿命试验。选择加速变量合理与否，往往会对加速寿命试验的长度产生较大影响。另外，还存在其它问题，如会对试验中加速变量范围当中的物理极限造成限制。

1.2 加速模型使用不合理

针对加速模型而言，其构建了寿命与应力变量间的密切关系。现阶段，比较常见的经验模型有两种，其一为逆幂律模型，其二为Arrhenius模型。一般情况下，加速模型对加速寿命试验结果所产生的影响，往往是被低估的，因此，需要以加速寿命试验为基础，来选择加速变量，将以此来明确适当的加速模型。当针对某应用挑选加速模型时，一般需事先查阅相关文献资料。当对应力-寿命关系缺乏基本的物理理论有一充分理解后，经验模型便能够为实际操作提供更加直接、有效的解决方法。但需指出的是，对于逆幂律等数学模型而言，在未观察结果对其验证前，不可将其当作经验模型。此乃将加速寿命试验应用在新的应用中最易犯的一种典型错误。针对比较常用的加速变量而言，可以选用那些既往已有充分经验证实的模型，而对那些并不常用的加速变量，则需开发出新型的加速模型来使用。

2 解决问题的具体策略

2.1 持续推进电子元器件在加速寿命试验中的加速变量

在加速寿命试验中，电子元器件往往有着比较多的加速变量种类，而只有选那些比较正确、合理的加速变量，方能使整个试验顺利、准确、高质量的开展，因此，在实际试验操作中，需针对加速变量的物理性质展开深入、系统化研究，深入、全面掌握各种加速变量之间所存在的物理作用。如针对航空元器件开展寿命加速试验时，需要将元器件的温度、辐射力、电压等考虑在内，因而在实际试验中，不管此些因素是单一出现，还是一并出现，均会对最终的实验结果造成较大影响。所以，有着深入研究加速变量，全面理解其物理特性，方能有针对性、目的性与创造性的用此些性质，有效规避其对整个试验所造成的影响与限制，方能将加速寿命试验的前期准备工作做好。

2.2 强化失效数据的获取

针对电子元器件加速寿命试验而言，均被当作在较短时间内能够获取数据及大量信息的过程，所获得的数据无论是在缩短试验时间上，还是在提高试验评估的准确性上，均有着十分重要的现实意义。因此，在实际操作中，需要在最短时间内最大程度的获取相关数据，提升试验结果的整体有效性，强化失效数据的获取质量与速度，在试验中通过时间变化方法的运用，大力推广步进应力与序进应力的试验方法。此外，至少需要搭建两个获得信息与失效数据的平台，尽可能运用3个应力水平，以此来更好的开展寿命加速试验。