陳菊華

（長電科技股份有限公司封測一廠測試部，江蘇 江陰 214431）

ΔVBE測試在產(chǎn)線的應(yīng)用

陳菊華

（長電科技股份有限公司封測一廠測試部，江蘇 江陰 214431）

產(chǎn)品在封裝過程中往往存在一定的缺陷需要我們在測試時加以篩選出來，而熱阻對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，通過對晶體管ΔVBE參數(shù)的測試從而間接地測試熱阻參數(shù)，實現(xiàn)對封裝產(chǎn)品的質(zhì)量控制，具有測量效率高、測試成本低、對器件無損傷等優(yōu)點。文章主要描述產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中存在的缺陷，引入ΔVBE的測試需求，介紹了ΔVBE測試的主要技術(shù)參數(shù)，ΔVBE的測試流程和ΔVBE測試在產(chǎn)線的實際應(yīng)用。我們通過ΔVBE的測試來減少產(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，增強企業(yè)的競爭力。

ΔVBE；熱阻；封裝

1 引言

質(zhì)量就是要滿足用戶需求。價格、交付時間、性能、可靠性和服務(wù)都必須具有竟爭力，以保證用戶滿意。而在產(chǎn)品生產(chǎn)制造過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，這點在原理設(shè)計上可行，在實際生產(chǎn)過程中很難做到。因為成本很高和由于器件尺寸、容差、材料及工藝選擇而可能喪失競爭的前提。實際生產(chǎn)過程中通常會運用的方案是平衡上述變量，然后用測試來篩選掉有缺陷的產(chǎn)品，以減少缺陷產(chǎn)品帶來的損失。這說起來容易，但實際做起來往往是很困難的。這就需要我們要采用最現(xiàn)代化的和完善的質(zhì)量管理體系來保證產(chǎn)品沒有缺陷，作為生產(chǎn)一線的技術(shù)人員和管理人員負有重要的責(zé)任。

2 ΔVBE測試的需求

分立器件在封裝前往往先進行單個芯片測試，這種測試通常很簡單，而對于封裝好的產(chǎn)品則需要進行功能測試，這種功能測試還包含為淘汰封裝缺陷而引入的附加測試。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重要參數(shù)，對晶體管的可靠性有著重要影響，ΔVBE與晶體管的熱阻有一個定量關(guān)系，它反映了晶體管的功耗能力，對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由于膠層的厚薄而引起沾污或裝片不牢，同時也遇到如下圖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)品測試時是不會表現(xiàn)為單純的開路或短路，通常在正常直流測試時所有參數(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)力作用后都會慢慢失效，當客戶在使用過程中會因失效而引起投訴，這部分產(chǎn)品在我們測試時必須加以篩選，所以我們在測試時增加了ΔVBE測試。

3 ΔVBE測試主要技術(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（功率時間）、Dt（延遲時間）、upper limit（上限）、lower limit（下限）。

4 ΔVBE測試儀系統(tǒng)介紹

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

熱阻測試儀一般都是通過計算機軟件控制，經(jīng)過模擬和數(shù)字電路，實現(xiàn)對被測器件加測條件→結(jié)果采樣→篩選→計算→比較→判別等一系列程序控制，完成對被測器件參數(shù)的自動檢測。圖4是ΔVBE測試儀的系統(tǒng)硬件框圖，從圖中看該測試系統(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測試的流程

ΔVBE測試的流程圖如圖5所示：首先加載測試條件，并檢測是否失效，再讀VBE1的值，并檢測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，并對其進行擊穿、振蕩或錯誤等檢測，然后判斷ΔVBE的測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測試在產(chǎn)線的使用

目前我公司的ΔVBE測試條件一般都是依據(jù)產(chǎn)品標準經(jīng)過逐步試驗實踐后再進行制訂的，通常比產(chǎn)品標準范圍要嚴一些，而且同一型號產(chǎn)品不同芯片其ΔVBE測試條件也可能不同。我們在測試之前首先將測試儀調(diào)在編輯狀態(tài)，并在編輯狀態(tài)下將所測產(chǎn)品ΔVBE的測試主要參數(shù)Vcb、Ie、Im、Pt、Dt、upper limit、lower limit的測試條件分別輸入，并可以產(chǎn)品型號名保存下來，在測試時調(diào)用即可。

圖6是ΔVBE測試儀與分選機連接，TEST1進行ΔVBE測試，TEST2進行直流測試，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)先進行篩選掉。

由于不同的測試分選機所需要的信號不同，我們在與不同測試分選機聯(lián)機時必須先進行挑線，如圖7所示，我們可以通過更改DIP SWITCH中的設(shè)置來實現(xiàn)與不同測試分選機聯(lián)機。

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

7 結(jié)論

ΔVBE測試可以在不增加工序成本的基礎(chǔ)上保證生產(chǎn)計劃的順利完成，更重要的是能有效地測試篩選掉封裝中存在空洞等缺陷的產(chǎn)品，通過ΔVBE測試能很好地提高產(chǎn)品的可靠性，從而可以大大降低客戶的投訴。本文通過對ΔVBE測試在實際應(yīng)用的介紹，讓大家更了解ΔVBE測試儀的測試低成本和測量效率高的特點，從而與大家一起共同探討共同努力，為長電的明天共創(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，何紀法，周路. 晶體管熱阻測試系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 微計算機信息（測控自動化），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，長電科技工程師，研究方向為塑封產(chǎn)品的測試打印和編帶。

電 路 設(shè) 計