大规模集成电路动态老炼与测试-GJB150A标准的具体讲解与描述

广州广电计量检测股份有限公司

电工电子元器件环境应力筛选试验 
        环境应力的筛选试验主要有以下情形：
  在电子产品上施加随机振动及温度循环应力，以鉴别和剔除产品工艺和元件引起的早期失效的一种工序或方法.
       为发现和排除不良零件、元器件、工艺缺陷和防止出现早期失效，在环境应力下所做的一系列试验。
测试项目：
产品名称：元器件筛选（元器件二次筛选，元器件一次筛选，元器件一筛，元器件二筛，器件国产化验证。）
元器件筛选基本概念：
一、必要性
元器件生产方所开展的一次筛选的项目与应力条件很难完全满足装备研制的需要，进口的元器件通常都是工业级或中低档产品，甚至存在假冒伪劣产品，难以保证质量和可靠性。
二、目标
设法在一批元器件中剔除那些由于原材料、设备、工艺、环境、人为等方面潜在的不良因素所造成的有缺陷的，或可能发生早期失效的器件，而挑选出具有一定特性的合格元器件
三、意义
经过元器件筛选，产品的批次使用可靠性水平显著提高，标准工况下使用，产品失效率可降低半个到两个数量级，产生可观的经济效益
四、特点
1.不改变元器件固有可靠性，非破坏性试验；
2.对批次产品进行筛选；
3.剔除早期失效品，提高元器件使用可靠性；
4.筛选等级由元器件预期工作条件和使用寿命决定。
在装备的研制生产中，元器件二次筛选（补充筛选）主要适用于下面几种情况：
1、元器件生产方未进行一次筛选。
2、元器件使用方无法获得一次筛选的信息，对一次筛选的项目和应力不了解。进口元器件存在此种情况居多。
3、元器件生产方进行一次筛选的项目或应力不能满足使用方对元器件的质量和可靠性要求。元器件使用方的筛选要求一般由型号总体单位确定。
4、对于一些的筛选项目，在元器件的产品规范中未作具体规定，元器件的生产方也不具备筛选条件。
5、对元器件生产方是否已按合同和规范的要求进行一次筛选或对其一次筛选的有效性有疑问的，需要进行验证的元器件。
元器件二次筛选是对一次筛选的补充，应在一次筛选的项目和应力基础上，综合考虑元器件的使用条件和应用环境。性：各单位承担任务不同，对产品的可靠性要求不同，故没有一个统一的筛选规范标准。

元器件二次筛选程序的制定依据：
1、原则上应根据元器件现场使用或可靠性试验统计，对失效产品进行失效分析，搞清各种元器件的失效模式和失效机理，针对元器件内部存在的缺陷，采取不同的应力，使有缺陷的能提前暴露，将其剔除，而对良品则不受到任何损伤。对制定的各项筛选应力应通过大量的试验验证，并对失效样品进行失效分析，经过充分论证来确定。
2、根据现行标准，比如以GJ4、GJB128、GJB360等标准为基础  考虑整机系统对元器件的可靠性要求 3、考虑元器件使用环境条件、经费、研制周期4、筛选规定不是永远不变的，要根据元器件制造技术的提高，试验设备的发展，对元器件可靠性要求的不同进行更改

可靠性评估技术
        可靠性评估就是利用产品寿命周期各阶段所产生的试验或使用信息，用概率统计的方法给出产品在某一特定条件下的可靠性特征量的估计值，一般为给定置信度下的产品可靠性参数，如平均故障间隔时间、可靠度、无故障运行时间等的下限估计值。
        进行装备可靠性评估的程序、方法以及数据处理、评估时遵循的原则及工程实施的约定,并结合实际型号开展了可靠性评估工作。具备开展单元可靠性评估和系统可靠性评估的能力。其中单元可靠性评估主要包括各类统计模型数据的可靠度点估计和给定置信度的单边和双边置信限评估，如二项分布、指数分布、Weibull分布、正态分布、对数正态分布等。系统综合可靠性评估方法包括小子样贝叶斯方法和计算机仿真方法。其中小子样Bayes方法是解决可靠性信息不足的有效方法之一，也是目前装备研制阶段“小子样、多阶段、异总体”情况下值得推荐的方法。另一个解决复杂系统的可靠性综合评估方法是计算机仿真技术，对未知分布形式的单元或系统有很好的效果。

广电计量的可靠性分析与评价技术包括可靠性分析技术、环境应力筛选试验技术、可靠性试验、装备可靠性及寿命评估技术等。
1、可靠性分析技术
      可靠性分析技术是产品可靠性设计的重要技术手段，通过可靠性分析了解产品设计方案存在的问题和风险，并通过设计改进将潜在的失效原因消灭在设计阶段，达到设计预防的目的。可靠性分析技术主要包括故障模式、影响机危害性分析（FMECA分析）、故障树分析（FTA分析）、可靠性预计、可靠性建模等内容。
2、环境应力筛选技术
      环境应力筛选是一种对产品进行全数检验的非破坏性试验。通过向产品施加合理的环境应力和电应力，将其内部的潜在缺陷加速变成故障，以便发现并排除。
        环境应力筛选是装备研制生产的一种工艺手段，筛选效果取决于施加的环境应力、电应力水平和检测仪表的能力。施加应力的大小决定了能否将潜在的缺陷在预定时间内加速变为故障；检测能力的大小决定了能否将已被应力加速变成故障的潜在缺陷找出来，以便加以排除。因此，环境应力筛选又可看作是产品质量控制检查和测试过程的延伸。

元器件二次筛选筛选项目
性质分类：
（1）检查筛选：显微镜检查、红外线非破坏检查、X射线非破坏性检查。
（2）密封性筛选：液浸检漏、氦质谱检漏、放射性示踪检漏、湿度试验。
（3）环境应力筛选：振动、冲击、离心加速度、温度冲击、温度存储、综合应力。
（4）寿命筛选：功率老化、反偏老化筛选。
生产过程分类：
（1）生产线工艺筛选（2）成品筛选（3）装调筛选（即用模拟 整机使用状态
筛选方法分类：
（1）分布截尾筛选：对元器件参数性能的分选；
（2）应力强度筛选：对元器件施加一定强度的应力后进行测量分选；
（3）老炼筛选：在规定时间内对元器件施加各种应力后进行测试筛选；
（4）线性鉴别筛选：类似老炼筛选，但要应用数理统计技术进行判别；
（5）精密筛选：在接近元器件使用条件下进行长期老炼并多次地测量参数变化量进行挑选和预测

外观检查：参考： GJB 128A-1997 方法2071、 GJB 548B - 2005方法2009.1等
电测试：常温测试、低温测试、高温测试依据：GB、GJB、元器件规格书电测试设备，包含电参数测试和功能测试
环境应力检测：扫频/随机振动、低温/高温存储、温度循环/温度冲击、恒定加速度或跌落、粒子碰撞噪声检测（PIND）
寿命/老化/老炼：老炼前/后电测试反偏老炼，功率老炼等老炼箱、老炼板
密封：细检漏、粗检漏
扫描声学显微镜检查：高可靠性要求
X射线照相：参考：GJB 360A-1996 方法209、 GJB 128A-1997 方法2076、 GJB 548B-2005方法2012.1等

筛选设备：
电测试主要设备能力：阻抗分析仪，高阻计，耐压测试仪，半导体参数测试系统，高精度图示仪，网络分析仪，信号发生器，频谱分析仪，数字集成电路测试系统，模拟集成电路测试系统，继电器测试系统，LCR、电阻计等，电源模块测试系统