Способ сравнительной оценки партий транзисторов по качеству и надежности
METHOD OF COMPARATIVE EVALUATION OF BATCHES OF TRANSISTORS BY QUALITY AND RELIABILITY

Изобретение относится к микроэлектронике, а именно к способам обеспечения качества и надежности полупроводниковых транзисторов, и может быть использовано для сравнительной оценки качества и надежности партий транзисторов одного типа как на этапе производства, так и на входном контроле на предприятиях - изготовителях радиоэлектронной аппаратуры.
Известен способ (Патент РФ №2226698, опубл. 10.04.2004) сравнительной оценки надежности партий транзисторов, в соответствии с которым при выборочных испытаниях партий транзисторов воздействием электростатических разрядов на каждый транзистор выборки подают электростатические разряды потенциалом вдвое большим допустимого по техническим условиям, каждый раз повышая его на 20-30 В до появления параметрического или катастрофического отказа.
Недостаток данного способа - испытания являются разрушающими.
21Э20°C
21Э100°С
Наиболее близким к заявляемому является способ отбраковки потенциально ненадежных транзисторов по патенту РФ №2490656, опубл. 20.08.2013. Для осуществления этого способа в качестве информативного параметра выбран коэффициент передачи тока транзистора в схеме с общим эмиттером. В соответствии со способом у всех транзисторов данной выборки проводят измерения коэффициента передачи тока транзисторов в схеме с общим эмиттером при нормальной h и повышенной h температуре, вычисляют их абсолютную разность и отношение и отбраковывают те транзисторы, которые одновременно удовлетворяют двум критериям:
сред
сред
где Δ и К - средние по выборке значения абсолютной разности коэффициента передачи тока при повышенной и нормальной температуре и его относительного изменения от температуры. Недостаток данного способа - испытания являются разрушающими.
Изобретение направлено на устранение указанных недостатков и обеспечение неразрушающих воздействий при отбраковке потенциально ненадежных транзисторов. Поставленная задача достигается заявляемым способом.
21ЭН
21Э100
21Э24
Предлагается способ сравнительной оценки партий транзисторов по качеству и надежности, включающий измерение коэффициента передачи тока транзисторов в схеме с общим эмиттером в выборке партии транзисторов, отличающийся тем, что подготавливают одинаковые по численности выборки транзисторов из двух и более партий транзисторов, измеряют коэффициент передачи тока h транзисторов при нормальной температуре около 20°С, затем проводят испытание транзисторов на безотказность в течение приблизительно 100 часов при повышенной температуре около 125°С и непосредственно после испытаний на безотказность измеряют коэффициент передачи тока h транзисторов при повышенной температуре, далее после выдержки выборок транзисторов, по крайней мере в течение 24 часов с обеспечением нормальных условий, измеряют коэффициент передачи тока h транзисторов при нормальной температуре около 20°С, по результатам выполненных измерений для каждого транзистора каждой i-й выборки рассчитывают значения  относительного изменения коэффициента передачи тока транзисторов до и после выдержки 24 часа соответственно по формулам:
затем для каждой i-й выборки транзисторов вычисляют произведение  значений  всех транзисторов в выборке и произведение  значений  всех транзисторов в выборке, и на основании измерений и расчетов как более качественную и надежную из двух и более партий транзисторов оценивают партию транзисторов с наименьшими значениями
Способ был опробован на выборках по 10 штук двух партий маломощных кремниевых n-р-n-транзисторов типа 2Т312Б.
21Э
КБО
КБО
КБ
21Э
По техническим условиям (ТУ) электрическими информативными параметрами для данных транзисторов при испытаниях на безотказность являются коэффициент передачи тока h в схеме с общим эмиттером и обратный ток перехода коллектор - база I. Методом случайной выборки из партии №1 и №2 было отобрано по 10 транзисторов. Измерение параметра I показало, что у всех транзисторов в обеих выборках его значение при напряжении коллектора - база U=30 В не превышает 0,01 мкА при норме не более 1 мкА. Поэтому за информативный параметр был принят коэффициент передачи тока h.
КБ
Э
Испытания на безотказность проводились в режиме: U=30 В; I=5,6 мА; Т=125±5°С.
В таблицах 1 и 2 представлены результаты измерений следующих параметров:
21ЭН
- коэффициента передачи тока h транзисторов при нормальных условиях и температуре около 20°С;
21Э100
- коэффициента передачи тока h транзисторов после испытания транзисторов на безотказность в течение приблизительно 100 часов при повышенной температуре;
21Э24
- коэффициента передачи тока h транзисторов при нормальной температуре около 20°С после выдержки 24 часа по окончанию испытания транзисторов на безотказность.
1
2
Коэффициенты K и К представляют собой отношения коэффициентов передачи тока транзисторов до и после выдержки 24 часа и определены по формулам:
1
2
Для каждой выборки транзисторов вычислены произведения  значений K всех транзисторов в выборках и произведения  значений К всех транзисторов в выборках; значения произведений также приведены в таблицах 1 и 2 для каждой выборки транзисторов.
Как видно из таблиц по результатам расчетов, получено:
по выборке из 1-ой партии:
по выборке из 2-ой партии:
1
2
На основании измерений и расчетов в соответствии с заявляемым способом как более качественная и надежная партия оценивается партия транзисторов с наименьшими значениями произведений П, П в выборке. Так из полученных значений произведений видно, что  откуда следует, что партия №2 транзисторов более качественна и более надежна.