硅微波晶体管基于加速寿命试验的快速老炼方法

论文摘要

针对硅微波晶体管在常规老炼中耗时长、费用高的问题,设计了基于加速寿命试验理论基础上的一种快速老炼方法,该方法是在前期进行加速寿命试验包括步进应力摸底试验、恒定应力加速寿命试验计算出其激活能,再根据激活能的值计算出加速老炼所需的应力。这种快速老炼方法可以在试验设备条件差别不大的情况下将常规老炼的试验时间缩短,并且不降低试验效果,从而兼得试验低成本和高效率。本文提出的硅微波晶体管快速老炼方法可以用于批量生产中替换电老炼试验。本文采用在研究分析现有理论和试验结论的基础上,设计了步进应力和恒定应力加速寿命试验,步进应力加速寿命试验采用温度应力进行步长为20℃的前期摸底试验,找出器件的极限工作应力为壳温260℃。三组恒定应力加速寿命试验同样采用温度应力对120只样品,温度分别为190℃、220℃、250℃进行试验。通过最佳线性无偏估计法和最小二乘法等统计方法,计算出该批样品的激活能为Ea=0.8eV。通过该激活能计算得出硅微波晶体管将原有187.5℃结温工作168小时的老炼与进行230℃结温工作24小时快速老炼基本等效。在得出结果后还设计了两组对比试验来验证快速老炼的效果,试验证明快速老炼基本没有出现过应力及欠应力状况。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 硅微波晶体管发展概况
• 1.2 加速寿命试验发展概况及现状
• 1.2.1 国外加速寿命试验的发展
• 1.2.2 国内加速寿命试验的发展
• 1.3 电老炼试验概况
• 1.4 论文研究背景
• 第二章 加速寿命试验理论
• 2.1 寿命试验
• 2.2 寿命分布类型
• 2.2.1 指数分布
• 2.2.2 对数正态分布
• 2.2.3 威布尔分布
• 2.3 加速寿命试验
• 2.3.1 加速寿命试验基本原理
• 2.3.2 加速寿命试验的种类:
• 2.3.3 加速寿命试验的常用数学模型
• 2.4 制定加速寿命试验方案
• 第三章 硅微波晶体管加速寿命方案设计
• 3.1 微波晶体管结构和种类
• 3.2 微波晶体管失效模式和失效机理
• 3.3 控制软件设计和夹具制作
• 3.4 步进应力摸底试验
• 3.4.1 试验方案设计
• 3.4.2 试验结果和失效分析
• 3.5 恒定应力加速寿命试验
• 3.5.1 加速应力的选择
• 3.5.2 加速应力水平的确定
• 3.5.3 试验样品的选取
• 3.5.4 应力的最高、最低水平及其间隔的确定
• 3.5.5 试验停止时间的确定
• 3.5.6 确定测试周期
• 3.5.7 试验数据的整理分析
• 3.6 数据统计处理
• 3.7 小结
• 第四章 硅微波晶体管加速老炼试验方案设计
• 4.1 加速老炼原理
• 4.2 试验注意事项
• 4.3 试验过程
• 4.4 验证试验
• 4.5 小结
• 第五章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 作者攻博/硕期间取得的成果