[发明专利]半导体整流器件动态寿命试验机及质量分级方法

说明书

本发明属于半导体基本元器件的质量分析仪器及其质量分级方法。主要是涉及在标准工况下对半导体整流器件进行寿命试验或老化处理中应用到的技术和设备。

半导体整流器件是应用在各类电子产品中最常见的关键元器件，也是易损件。因此，其质量好坏、寿命长短直接影响到整机的质量和信誉。因而，整机生产厂和元器件的生产厂从不同的角度出发均对其寿命参数有严格的要求。尤其是产品批号变换，工艺变化或者是整机工况调整时都需要按一定的标准抽测其各次指标，特别是寿命估算。

目前，国内外普遍采取的试验方法是将整流器设置在标准工况下，例如用在电视机上的高频高压硅堆即是装到实际电视机上，让其连续工作。在试验过程中仅监视其试验条件的变化。达到约定的时数后根据实际情况给出“失效”或“合格”的判定。最后得出寿命试验合格率。这类试验和质量评价方法所存在的缺陷是，并不了解寿命试验中所发生质量变化过程与规律，也无法正确评估那些所谓“合格”品可能的寿命极限。有可能将那些看来合格实际上已达到寿命极限的产品认为优质品。

本发明的目的是构思一种利用动态参数R进行寿命试验并可以估价其真实寿命的方法以及根据这种方法所设计寿命试验装置，从而使寿命试验为生产产品和使用厂提供更加可靠的参考数据。

本发明建立在发明人提出的动态反向平均电流R理论基础上，其详细内容可以参阅发明专利85107867《半导体整流器件动态分析仪及其质量分析方法》。本发明所涉及到的方法是根据实际寿命试验中，在典型工况下对动态反向平均电流R的监测值及与最大允许值Rm比较结果而设计的，其基本构思结合图1、图2进行说明。

图1为本方法涉及到的工作步骤及主要工作程序。

图2为对某批元器件三个试样（A、B、C）进行寿命试验时所测绘的R-t（时间）曲线。

从图2中可以看出，在t＝240H，环境温度Ta＝Ta1时，试件A就已经失效了。在T＝480H，增加了温度应力。Ta＝Ta2剩下两只继续接受时间考验。在达到寿命试验时现限960H时，试件B，C均可认为通过了寿命试验。但从曲线中可以明显看出，试件B虽然通过了寿命试验全程，但其距离失效已经不远了，如果寿命试验时间再长些或者试验条件应力再加大一点就可能通不过寿命试验。而试件C则有很大区别，其特征曲线平稳，试验结束时的R终值离失效值还有很大余量，两试件相比当然质量上，尤其寿命上有很大区别。另外，从图2中可以看出每个曲线表现的规律不尽相同，经过数据处理可以得到每个器件的相应函数，那么也就不难在结束寿命试验后根据其规律及R终值来推算其连续工作的实际寿命。例如试件B就是以指数函数来推测，而试件C则用近似直线函数来推测，则其寿命估算可以较准确求出，并可据此来估计产品的质量等级。

图1即给出了本方法的工作程序框图。工作程序可为三大部分，其中第一部分M是在寿命试验过程中监测其动态反向平均电流R的值，它包括建立典型工作环境，设置被测器件，通过相应电路提取在线R值，并且根据R数据处理为R-t关系曲线。第二部分是判别过程，根据所设定的极现限参数Rm，对随时提取的R进行比较，如果发现R值超限即刻判为失效，即判为未通过寿命试验。如果达到寿命试验预定时间时仍未超限，则判为通过寿命试验。第三部分是寿命参数推算及质量分级。其中包括的主要工作是将通过试验的试件的R-t曲线处理成函数关系，再根据寿命试验结束时的R终值推算其连续工作寿命，并据此将产品分类定级。以上的方法将有效地保证产品的质量，并在测试过程中得到其有价值的技术参考资料。

本发明根据以上的方法设计了动态寿命试验机。其工作程序基本参照以上方法。下面结合附图进一步说明本发明的目的是如何实现的：

图3为该机的结构原理图。