ΔVBE測(cè)試在產(chǎn)線的應(yīng)用

陳菊華

（長(zhǎng)電科技股份有限公司封測(cè)一廠測(cè)試部，江蘇 江陰 214431）

ΔVBE測(cè)試在產(chǎn)線的應(yīng)用

陳菊華

（長(zhǎng)電科技股份有限公司封測(cè)一廠測(cè)試部，江蘇 江陰 214431）

產(chǎn)品在封裝過(guò)程中往往存在一定的缺陷需要我們?cè)跍y(cè)試時(shí)加以篩選出來(lái)，而熱阻對(duì)晶體管的可靠性有著重要影響，我們利用晶體管ΔVBE參數(shù)與熱阻在一定條件下滿足一定的關(guān)系，通過(guò)對(duì)晶體管ΔVBE參數(shù)的測(cè)試從而間接地測(cè)試熱阻參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)封裝產(chǎn)品的質(zhì)量控制，具有測(cè)量效率高、測(cè)試成本低、對(duì)器件無(wú)損傷等優(yōu)點(diǎn)。文章主要描述產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中存在的缺陷，引入ΔVBE的測(cè)試需求，介紹了ΔVBE測(cè)試的主要技術(shù)參數(shù)，ΔVBE的測(cè)試流程和ΔVBE測(cè)試在產(chǎn)線的實(shí)際應(yīng)用。我們通過(guò)ΔVBE的測(cè)試來(lái)減少產(chǎn)品的缺陷，提高產(chǎn)品的可靠性，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，從而滿足客戶需求，增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。

ΔVBE；熱阻；封裝

1 引言

質(zhì)量就是要滿足用戶需求。價(jià)格、交付時(shí)間、性能、可靠性和服務(wù)都必須具有竟?fàn)幜Γ员ＷC用戶滿意。而在產(chǎn)品生產(chǎn)制造過(guò)程中大家都追求生產(chǎn)的產(chǎn)品具有完美的功能——即零缺陷制造，這點(diǎn)在原理設(shè)計(jì)上可行，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中很難做到。因?yàn)槌杀竞芨吆陀捎谄骷叽?、容差、材料及工藝選擇而可能喪失競(jìng)爭(zhēng)的前提。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中通常會(huì)運(yùn)用的方案是平衡上述變量，然后用測(cè)試來(lái)篩選掉有缺陷的產(chǎn)品，以減少缺陷產(chǎn)品帶來(lái)的損失。這說(shuō)起來(lái)容易，但實(shí)際做起來(lái)往往是很困難的。這就需要我們要采用最現(xiàn)代化的和完善的質(zhì)量管理體系來(lái)保證產(chǎn)品沒(méi)有缺陷，作為生產(chǎn)一線的技術(shù)人員和管理人員負(fù)有重要的責(zé)任。

2 ΔVBE測(cè)試的需求

分立器件在封裝前往往先進(jìn)行單個(gè)芯片測(cè)試，這種測(cè)試通常很簡(jiǎn)單，而對(duì)于封裝好的產(chǎn)品則需要進(jìn)行功能測(cè)試，這種功能測(cè)試還包含為淘汰封裝缺陷而引入的附加測(cè)試。大家都知道，封裝結(jié)構(gòu)產(chǎn)品由于受熱所引起的熱膨脹是不均勻的，它將隨在任意點(diǎn)其受溫度和熱膨脹系數(shù)的失配情況而變化。而由這些差別所引起的機(jī)械應(yīng)力是造成任何封裝結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的有限壽命和失效的因素之一。雙極型晶體管瞬態(tài)熱阻是晶體管的一個(gè)重要參數(shù)，對(duì)晶體管的可靠性有著重要影響，ΔVBE與晶體管的熱阻有一個(gè)定量關(guān)系，它反映了晶體管的功耗能力，對(duì)晶體管的封裝失效分析有著重要的指導(dǎo)意義。

我公司產(chǎn)品在組裝時(shí)一般采用共晶裝片、導(dǎo)電膠、不導(dǎo)電膠和鉛錫裝片幾種方式。在共晶裝片中往往會(huì)遇到晶片背金或背銀不良而引起裝片困難，而在導(dǎo)電膠、不導(dǎo)電膠裝片或鉛錫裝片中往往會(huì)由于膠層的厚薄而引起沾污或裝片不牢，同時(shí)也遇到如下圖1所示的產(chǎn)品空洞現(xiàn)象。

而這些產(chǎn)品空洞封裝在里面是看不見也摸不著的，在產(chǎn)品測(cè)試時(shí)是不會(huì)表現(xiàn)為單純的開路或短路，通常在正常直流測(cè)試時(shí)所有參數(shù)都是正常的，而此類產(chǎn)品一般在受熱引起的熱膨脹和內(nèi)部應(yīng)力作用后都會(huì)慢慢失效，當(dāng)客戶在使用過(guò)程中會(huì)因失效而引起投訴，這部分產(chǎn)品在我們測(cè)試時(shí)必須加以篩選，所以我們?cè)跍y(cè)試時(shí)增加了ΔVBE測(cè)試。

3 ΔVBE測(cè)試主要技術(shù)參數(shù)

我們利用發(fā)射結(jié)的正向壓降VBE與結(jié)溫Tj在一定條件下有非常好的線性關(guān)系：ΔVBE=M*ΔTj。其中M為溫敏參數(shù)，可以測(cè)量ΔVBE的值，其主要參數(shù)分別是Vcb（CB極間電壓）、Ie（加載電流）、Im（感應(yīng)電流）、Pt（功率時(shí)間）、Dt（延遲時(shí)間）、upper limit（上限）、lower limit（下限）。

4 ΔVBE測(cè)試儀系統(tǒng)介紹

目前我司最常用的ΔVBE測(cè)試儀是日本TESEC的9615-PU ΔVBE/ΔVDS/ΔVGS/ΔVFTESTER和9614-KT ΔVBE/ΔVDS/ΔVGS/ΔVFTESTER相配套使用的熱阻測(cè)試儀，當(dāng)然也用JUNO DTS-1000改進(jìn)型的測(cè)試儀，能測(cè)最大電壓200V、最大電流10A。圖2和圖3是TESEC熱阻測(cè)試儀的正面和背面圖。

熱阻測(cè)試儀一般都是通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件控制，經(jīng)過(guò)模擬和數(shù)字電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)器件加測(cè)條件→結(jié)果采樣→篩選→計(jì)算→比較→判別等一系列程序控制，完成對(duì)被測(cè)器件參數(shù)的自動(dòng)檢測(cè)。圖4是ΔVBE測(cè)試儀的系統(tǒng)硬件框圖，從圖中看該測(cè)試系統(tǒng)主要由模擬多路板、數(shù)字多路板、ADC板、Im板、Ie板和Vcb板組成。

5 ΔVBE測(cè)試的流程

ΔVBE測(cè)試的流程圖如圖5所示：首先加載測(cè)試條件，并檢測(cè)是否失效，再讀VBE1的值，并檢測(cè)是否存在開路或短路現(xiàn)象，如都合格的話，就加電流，再讀VBE的值，并對(duì)其進(jìn)行擊穿、振蕩或錯(cuò)誤等檢測(cè)，然后判斷ΔVBE的測(cè)試值是否超出上限或下限，最后顯示最終結(jié)果PASS或FAIL。

6 ΔVBE測(cè)試在產(chǎn)線的使用

目前我公司的ΔVBE測(cè)試條件一般都是依據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過(guò)逐步試驗(yàn)實(shí)踐后再進(jìn)行制訂的，通常比產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)范圍要嚴(yán)一些，而且同一型號(hào)產(chǎn)品不同芯片其ΔVBE測(cè)試條件也可能不同。我們?cè)跍y(cè)試之前首先將測(cè)試儀調(diào)在編輯狀態(tài)，并在編輯狀態(tài)下將所測(cè)產(chǎn)品ΔVBE的測(cè)試主要參數(shù)Vcb、Ie、Im、Pt、Dt、upper limit、lower limit的測(cè)試條件分別輸入，并可以產(chǎn)品型號(hào)名保存下來(lái)，在測(cè)試時(shí)調(diào)用即可。

圖6是ΔVBE測(cè)試儀與分選機(jī)連接，TEST1進(jìn)行ΔVBE測(cè)試，TEST2進(jìn)行直流測(cè)試，在不增加其他額外成本的基礎(chǔ)上將組裝中存在開路、短路或空洞等缺陷的產(chǎn)品優(yōu)先進(jìn)行篩選掉。

由于不同的測(cè)試分選機(jī)所需要的信號(hào)不同，我們?cè)谂c不同測(cè)試分選機(jī)聯(lián)機(jī)時(shí)必須先進(jìn)行挑線，如圖7所示，我們可以通過(guò)更改DIP SWITCH中的設(shè)置來(lái)實(shí)現(xiàn)與不同測(cè)試分選機(jī)聯(lián)機(jī)。

圖8和圖9分別是我們手動(dòng)測(cè)試時(shí)ΔVBE測(cè)試結(jié)果表現(xiàn)為PASS和FAIL的狀態(tài)。

7 結(jié)論

ΔVBE測(cè)試可以在不增加工序成本的基礎(chǔ)上保證生產(chǎn)計(jì)劃的順利完成，更重要的是能有效地測(cè)試篩選掉封裝中存在空洞等缺陷的產(chǎn)品，通過(guò)ΔVBE測(cè)試能很好地提高產(chǎn)品的可靠性，從而可以大大降低客戶的投訴。本文通過(guò)對(duì)ΔVBE測(cè)試在實(shí)際應(yīng)用的介紹，讓大家更了解ΔVBE測(cè)試儀的測(cè)試低成本和測(cè)量效率高的特點(diǎn)，從而與大家一起共同探討共同努力，為長(zhǎng)電的明天共創(chuàng)輝煌。

［1］TESTER 9614-KT/9615-PU. THERMAL RESISTANCE ΔVBE/ΔVDS/ΔVGS/ΔVFTESTER INSTRUCTION MANUAL TESEC Corporation 391-1,kamiktadai 3-chome Higashiyamato,Tokyo.

［2］何紹木，何紀(jì)法，周路. 晶體管熱阻測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 微計(jì)算機(jī)信息（測(cè)控自動(dòng)化），2007，23（7）.

［3］Rao R . Tummakla, Eugene J . Kynoszeweski, Alan G.Klopfenstein. MICROELECTRONICS PACKING HANDBOOK[M].

ΔVBETest Apply in the Product Line

CHEN Ju-hua
（Jiangsu Changdian Electronics Technology Co.,Ltd,Jiangyin214431,China）

Usually the transistor products have a part of objections in the assembly line work,And we need to screen out during the test.The thermal resistance has significant impacts on the reliability of the transistor.We can use the relationship between ΔVBEand thermal resistance of the transistor under certain conditions.The value of thermal resistance can be calculated based on the algorithm by measuring ΔVBEcharacteristics of the transistor. And we can realize the quality contral of the transistor by test.This new technique makes the measurement of the thermal resistance more efficient with lost cost,and no damges on device under test。This text mostly describe the existent objection during the production manufacture, we introduce the need of the ΔVBEtest，and introduce the mainly technology parameter of the ΔVBEtest,the flow of the ΔVBEtest,and the ΔVBEtest aplly in the product line. We can decrease the objection of product by theΔVBEtest.It can improve the production reliability and the production quality, and accordingly meet the requirement of the client , gather head the rivalrousness of the corporation。

ΔVBE;thermal resistance; encapsulation

TN305.94

A

1681-1070（2011）02-0009-03

2010-11-24

陳菊華（1968-），女，江蘇江陰人，長(zhǎng)電科技工程師，研究方向?yàn)樗芊猱a(chǎn)品的測(cè)試打印和編帶。

電 路 設(shè) 計(jì)