半導(dǎo)體器件可靠性強(qiáng)化試驗方法-編制說明

中國電子學(xué)會

中國電子學(xué)會團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

《半導(dǎo)體器件可靠性強(qiáng)化試驗方法》編制說明

一、工作簡況

1、任務(wù)來源

《半導(dǎo)體器件可靠性強(qiáng)化試驗方法》標(biāo)準(zhǔn)制定是2021年中國電子學(xué)會團(tuán)體標(biāo)

準(zhǔn)計劃項目之一，計劃號：JH/CIE203-2021，由中國電子學(xué)會可靠性分會提出，

由中國電子學(xué)會可靠性分會歸口，主要承辦單位為工業(yè)和信息化部電子第五研究

所。項目起止時間：2021.12-2022.12。

2、主要工作過程

2021年8月，成立了本標(biāo)準(zhǔn)的制定工作小組。編制組成員包括了長期從事半

導(dǎo)體器件可靠性試驗研究的技術(shù)人員的試驗成員，以及具有多年國標(biāo)編制經(jīng)驗的

標(biāo)準(zhǔn)化專家。

2021年12月-2022年3月，編制工作組召開標(biāo)準(zhǔn)起草會，組織相關(guān)人員研讀半

導(dǎo)體器件可靠性強(qiáng)化試驗的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍、相關(guān)范例進(jìn)行研究。

2022年1月項目組形成標(biāo)準(zhǔn)草稿。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：楊少華、劉昌、王鐵羊、呂宏峰、來萍、牛皓、顏佳

輝、賴燦雄、陳希宇、廖文淵、柳月波。

3、標(biāo)準(zhǔn)編制的主要成員單位及其所做的工作

本標(biāo)準(zhǔn)由工業(yè)和信息化部電子第五研究所主編，主要工作包括相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和文

獻(xiàn)調(diào)研、標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)點研究、標(biāo)準(zhǔn)編制以及意見征集。

二、標(biāo)準(zhǔn)編制原則和確定主要內(nèi)容的論據(jù)及解決的主要問題

1、編制原則

本標(biāo)準(zhǔn)參考行業(yè)、地方測試方法與標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合半導(dǎo)體器件的特點及測試要求

進(jìn)行了擴(kuò)展與修訂。本標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：

標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。

2、確定標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容和框架

強(qiáng)化試驗在裝備領(lǐng)域是一種高效的可靠性試驗方法，用于暴露產(chǎn)品的薄弱

環(huán)節(jié)，目前應(yīng)用較為廣泛，但在半導(dǎo)體器件領(lǐng)域目前還沒有相關(guān)的系統(tǒng)研究和

報道。目前，本方法在參考整機(jī)強(qiáng)化試驗的剖面設(shè)計、應(yīng)力選擇、步長設(shè)定等

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已有基礎(chǔ)上，結(jié)合半導(dǎo)體器件的使用和參數(shù)監(jiān)測特點，提出了其可靠性強(qiáng)化試

驗方法，有明確的需求和應(yīng)用前景。

標(biāo)準(zhǔn)中對于半導(dǎo)體器件的試驗項目、試驗方法、試驗程序等主要內(nèi)容的規(guī)

定都來自于大量的文獻(xiàn)調(diào)研和編制組長期的測試經(jīng)驗。本標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容框

架包括：（1）范圍；（2）規(guī)范性引用文件；（3）術(shù)語和定義；（4）一般要求；

（5）試驗方法；（6）記錄與試驗報告編制。

3、編制過程中解決的主要問題

編制過程中需要解決的主要問題包括：

（1）明確了標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍。可靠性強(qiáng)化試驗是激發(fā)產(chǎn)品潛在缺陷的有效

方法，而半導(dǎo)體器件的可靠性強(qiáng)化試驗暫無相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，本標(biāo)準(zhǔn)明確適用于半導(dǎo)體

分立器件、集成電路、微波器件、混合電路的可靠性強(qiáng)化試驗。

（2）規(guī)定了半導(dǎo)體器件的可靠性強(qiáng)化試驗項目。包括了：高溫步進(jìn)試驗、

低溫步進(jìn)試驗、高結(jié)溫步進(jìn)試驗、快速熱循環(huán)試驗、振動步進(jìn)試驗、靜電步進(jìn)試

驗、電磁步進(jìn)試驗、輸入過激勵試驗、電壓拉偏試驗、負(fù)載失配試驗、溫度+振

動綜合試驗、溫循+振動綜合試驗、溫度+真空綜合試驗、高溫+真空+振動綜合

試驗、溫變+電磁+振動綜合試驗項目，溫度+過激勵綜合試驗、溫度+電壓拉偏

綜合試驗、溫度+負(fù)載失配綜合試驗。

（3）確定了半導(dǎo)體器件可靠性強(qiáng)化試驗的條件、方法及步驟。通過步進(jìn)的

方式對試件施加不斷加大的環(huán)境應(yīng)力和工作應(yīng)力來激發(fā)產(chǎn)品設(shè)計中潛伏的各種

缺陷，所施加的應(yīng)力量級最終遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出為驗證耐用產(chǎn)品設(shè)計所要求的水平，直至

產(chǎn)品的破壞極限。在這種強(qiáng)化的環(huán)境應(yīng)力作用下產(chǎn)品的缺陷得以快速激發(fā)并以故

障形式表現(xiàn)出來，然后通過分析故障原因、采取改進(jìn)措施來消除缺陷，提高產(chǎn)品

可靠性。指導(dǎo)產(chǎn)品的科學(xué)合理應(yīng)用。

三、主要試驗[或驗證]情況分析和預(yù)期達(dá)到的效果

規(guī)范編制單位工業(yè)和信息化部電子第五研究所對半導(dǎo)體器件行業(yè)、可靠性強(qiáng)

化試驗方法、規(guī)范進(jìn)行了廣泛調(diào)研。選取了典型的GaN微波器件、行波管、FPGA

開展實施可靠性強(qiáng)化試驗，通過對上述典型半導(dǎo)體器件的規(guī)范試驗、綜合評價、

應(yīng)用驗證，最終形成并驗證了本試驗標(biāo)準(zhǔn)的可行性。

目前國際、國內(nèi)沒有強(qiáng)化試驗相關(guān)的統(tǒng)一方法，強(qiáng)化試驗方法主要在各大

企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)，在半導(dǎo)體器件可靠性強(qiáng)化試驗標(biāo)準(zhǔn)處于空白。該標(biāo)準(zhǔn)有效填補(bǔ)

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了國內(nèi)半導(dǎo)體器件在強(qiáng)化試驗方法、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)方面的空白，為我國半導(dǎo)體器

件的質(zhì)量分析和改進(jìn)提供方法依據(jù)，因此可產(chǎn)生良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

四、與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性

國內(nèi)無相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，不存在與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不協(xié)調(diào)的

情況。

五、知識產(chǎn)權(quán)情況說明

本標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容不涉及相關(guān)專利。

六、貫徹標(biāo)準(zhǔn)的要求和措施建議

組織措施：建議由中國電子學(xué)會可靠性分會組織貫徹本標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)活動，利

用各種條件（如分會的管理和活動、專家培訓(xùn)、技術(shù)交流、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)刊物、網(wǎng)

上信息等）宣貫本標(biāo)準(zhǔn)。同時，標(biāo)準(zhǔn)編制單位組織相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)使用單位進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的

研討以及宣貫。

技術(shù)措施：標(biāo)準(zhǔn)編制單位提供關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)支持，對標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的試驗方

法和流程等提供指導(dǎo)以及說明，在必要時提供相關(guān)的范例。

實施日期：建議本標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布后盡快實施。

七、重要內(nèi)容法人解釋和其它應(yīng)予說明的事項

無。

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