Способ сравнительной оценки партий транзисторов по качеству и надежности - RU2739480C1

Описание

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

затем для каждой i-й выборки транзисторов вычисляют произведение

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

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

Реферат

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 К1и после выдержки при нормальных условиях К2, затем в каждой выборке транзисторов вычисляют произведение П1значений К1всех транзисторов в выборке и произведение П2значений К2всех транзисторов в выборке, на основании измерений и расчетов как более качественная и надежная партия транзисторов оценивается партия транзисторов с наименьшими значениями произведений П1и П2соответствующей выборки транзисторов. Изобретение обеспечивает отбраковку потенциально ненадежных транзисторов без разрушающих воздействий. 2 табл.

Формула

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