Файл: Курносов, А. И. Технология производства полупроводниковых приборов учеб. пособие.pdf

с направлением механического воздействия. На все испытуемые приборы для фиксации коротких замыканий и обрывов подается соответствующий электрический режим. Виброударная установка обеспечивает ударное ускорение 150g длительностью 0,5—2 мсек и частотой 20 ударов в 1 мин, а также обеспечивает вибрацион­ ное ускорение 15g на частоте 50 гц. Продолжительность испыта­ ний — 3—5 мин.

И с п ы т а н и я на с т а б и л ь н о с т ь р а б о т ы

Испытания на стабильность работы проводят в течение 100 ч под электрической нагрузкой для каждого типа прибора. Электри­ ческие параметры приборов контролируют до и после испытаний. Приборы считаются выдержавшими испытания, если их элек­ трические параметры соответствуют нормам, указанным в стан­ дартах.

И с п ы т а н и я на с т а б и л ь н о с т ь э л е к т р и ч е с к и х п а р а м е т р о в во в р е м е н и

Приборы при максимально допустимом электрическом режиме выдерживают в течение нескольких десятков секунд или несколь­ ких минут. При этом наблюдают за дрейфом (изменением во вре­ мени) основных электрических параметров с помощью установок, предназначенных для измерения электрических параметров прибо­ ров. Если дрейф какого-либо параметра лежит в допустимых пре­ делах для данного типа приборов, то приборы считают выдержав­ шими испытания; если же наблюдается значительный дрейф элек­ трических параметров, приборы бракуют.

Гибкие выводы проверяют путем многократных перегибов и на­ тяжения. Каждый вывод прибора подвергают пятикратному пере­ гибу на угол 90° от исходного положения с радиусом закругления 1,5—2 мм. Изгиб вывода производят на расстоянии 3 мм от кор­ пуса прибора. При испытании на прочность крепления к выводу прикладывают статическую нагрузку в пределах 0,2—2 кг в зави­ симости от конструкции прибора в течение 2 мин.

И с п ы т а н и я на т е п л о у с т о й ч и в о с т ь

Приборы помещают в камеру тепла с равномерным распреде­ лением температуры (в пределах ±1°С); их крепят на плате, к ко­ торой подводятся электрические контакты. Время воздействия тем­ пературы устанавливают таким, чтобы приборы успели прогреться

356

по всему объему — от 30 мин до 2 ч. Испытания на теплоустойчи­

вость существуют двух видов.

При первом виде испытаний приборы в течение определенного времени выдерживают в камере тепла при максимально допус­ тимой температуре окружающей среды и контролируют основные электрические параметры до и после испытаний. После извлечения из камеры тепла приборы выдерживают не менее 2 ч в нормаль­ ных условиях. Сопоставляя результаты до и после испытаний, су­ дят о теплоустойчивости приборов.

Второй вид испытаний заключается в периодическом контроле основных параметров приборов во время нахождения их в камере тепла. Заключение о теплоустойчивости приборов в этом случае может быть дано в процессе испытаний.

испытаний в диапазоне температур 25—155°С.

И с п ы т а н и я на х о л о д о у с т о й ч и в о с т ь

Испытания на холодоустойчивость осуществляют в криостатах, пониженную температуру в которых создают с помощью сухого льда или жидкого азота. Температуру в период испытаний обычно выбирают равной —60°С. Время нахождения приборов в камере 30 мин — 2 ч в зависимости от типа прибора. Цикл испытаний на холодоустойчивость подобен циклу на теплоустойчивость.

Для испытаний на холодоустойчивость применяют азотно-холо­ дильные камеры, с -помощью которых проверяют полупроводнико­ вые приборы в диапазоне температур +25-:— 150°С. Точность под­ держания температуры и неравномерность по объему камеры не превышают ±1,5°С. Полезный объем камеры равен — 25 л. Расход жидкого азота в режиме —60°С составляет в смену около 10 кг. Время установления режима —60°С не превышает 20 мин.

И с п ы т а н и я на у с т о й ч и в о с т ь к т е р м о ц и к л а м

Испытания на устойчивость к термоциклам проводят с целью проверки качества (прочности и надежности) внутренних и внеш­ них соединений приборов: пайки кристалла к кристаллодержателю, присоединения выводов к эмиттеру и базе транзистора, соеди­ нения металла со стеклом и керамикой. При плохом качестве сое­ динений циклическое изменение температуры приводит к их раз­ рушению.

Вначале приборы выдерживают в течение 30 мин в камере тепла при максимально допустимой температуре для каждого типа прибора. После этого приборы переносят в камеру холода с тем­ пературой —60°С. Время переноса приборов из камеры тепла в камеру холода не превышает 1 мин. В камере холода приборы

выдерживают в течение 30 мин. Этот цикл испытаний повторяют трижды.

357

Для оценки устойчивости приборов к термоциклам параметры измеряют до и после испытаний или в процессе испытаний в ка­ мерах тепла или холода. Испытания на устойчивость к термоцик­ лам проводят не только на готовых приборах, но и на отдельных их элементах, что позволяет выбирать правильные технологиче­

ские режимы.

■п-

И с п ы т а н и я на в и б р о п р о ч н о с т ь

Испытания на вибропрочность дают возможность выяснить, способны ли приборы противостоять разрушающему действию ви­ брации, а также проверить прочность отдельных узлов и элемен­ тов приборов.

Различают два вида испытаний на вибропрочность . Первый предусматривает испытание приборов при фиксированной частоте, а второй — при плавном изменении частоты вибрационных коле­ баний стенда. Режимы испытаний приборов по двум видам долж­ ны соответствовать техническим условиям. Длительность испыта­ ний равна 96 ч. Перед испытаниями приборы подвергают электри­ ческим измерениям. Затем их жестко крепят к платформе вибро­ стенда, который включают в соответствующий режим работы,

жиме, позволяющем обнаруживать дефектные образцы приборов.

И с п ы т а н и я на у д а р о п р о ч н о с т ь

Различают два вида испытаний на ударопрочность: 1) воздей­ ствие многократных ударов с ускорением 75 ±20 g\ 2) воздействие одиночных ударов большой интенсивности с ускорением 500 g

иболее.

Впервом случае частота 20—80 ударов в 1 мин, а общее их число составляет 750.

Во втором случае приборы испытывают в двух положениях —

вдоль и поперек оси прибора. Число ударов в каждом из положе­ ний равно 5; длительность удара — 5—15 мксек.

При испытаниях на ударопрочность электрические параметры приборов контролируют до испытаний и после них.

358

И с п ы т а н и я на у с т о й ч и в о с т ь к п о с т о я н н о м у у с к о р е н и ю

По сравнению с вибрацией и ударами воздействия постоянного ускорения на полупроводниковые приборы обычно менее опасны. Это объясняется тем, что при вибрации и ударе сила, приложен­ ная к прибору, является знакопеременной по направлению и, сле­ довательно, более опасной для конструкции прибора.

Испытания на устойчивость к постоянному ускорению проводят па центрифуге, которая позволяет получать линейные ускорения 250 g. Время испытаний обычно не превышает 30 мин.

И с п ы т а н и я . н а в л а г о с т о й к о с т ь

При испытаниях на влагостойкость, определяют герметичность и коррозионную стойкость конструкции корпуса прибора.

Существуют два вида испытаний: длительные, которые преду­ сматривают испытания приборов во влажной атмосфере в тече­ ние 30 (и более) суток, и кратковременные—- в течение четырех

в конце периодических испытаний, а также в процессе производ­

Эти испытания позволяют установить работоспособность при­ боров в условиях пониженного атмосферного давления, когда ухудшается теплоотдача и возможны перегревы приборов.

Испытания приборов проводят в барокамерах, в которых соз­ дается давление 5 мм рт. ст. Приборы выдерживают в течение 15 мин. На приборы подается половина номинального режима по мощности; после выдержки и снятия режима измеряют электри­ ческие параметры.

И с п ы т а н и я на у с т о й ч и в о с т ь к п о в ы ш е н н о м у д а в л е н и ю

Эти испытания проводят в камере повышенным давлением при нормальной температуре. Электрическая нагрузка на приборы не подается. Давление в камере устанавливают равным 3 ат. Время

359