ΔVBE测试在产线的应用

陈菊华

（长电科技股份有限公司封测一厂测试部，江苏 江阴 214431）

ΔVBE测试在产线的应用

陈菊华

（长电科技股份有限公司封测一厂测试部，江苏 江阴 214431）

产品在封装过程中往往存在一定的缺陷需要我们在测试时加以筛选出来，而热阻对晶体管的可靠性有着重要影响，我们利用晶体管ΔVBE参数与热阻在一定条件下满足一定的关系，通过对晶体管ΔVBE参数的测试从而间接地测试热阻参数，实现对封装产品的质量控制，具有测量效率高、测试成本低、对器件无损伤等优点。文章主要描述产品在生产过程中存在的缺陷，引入ΔVBE的测试需求，介绍了ΔVBE测试的主要技术参数，ΔVBE的测试流程和ΔVBE测试在产线的实际应用。我们通过ΔVBE的测试来减少产品的缺陷，提高产品的可靠性，提高产品的质量，从而满足客户需求，增强企业的竞争力。

ΔVBE；热阻；封装

1 引言

质量就是要满足用户需求。价格、交付时间、性能、可靠性和服务都必须具有竟争力，以保证用户满意。而在产品生产制造过程中大家都追求生产的产品具有完美的功能——即零缺陷制造，这点在原理设计上可行，在实际生产过程中很难做到。因为成本很高和由于器件尺寸、容差、材料及工艺选择而可能丧失竞争的前提。实际生产过程中通常会运用的方案是平衡上述变量，然后用测试来筛选掉有缺陷的产品，以减少缺陷产品带来的损失。这说起来容易，但实际做起来往往是很困难的。这就需要我们要采用最现代化的和完善的质量管理体系来保证产品没有缺陷，作为生产一线的技术人员和管理人员负有重要的责任。

2 ΔVBE测试的需求

分立器件在封装前往往先进行单个芯片测试，这种测试通常很简单，而对于封装好的产品则需要进行功能测试，这种功能测试还包含为淘汰封装缺陷而引入的附加测试。大家都知道，封装结构产品由于受热所引起的热膨胀是不均匀的，它将随在任意点其受温度和热膨胀系数的失配情况而变化。而由这些差别所引起的机械应力是造成任何封装结构产品的有限寿命和失效的因素之一。双极型晶体管瞬态热阻是晶体管的一个重要参数，对晶体管的可靠性有着重要影响，ΔVBE与晶体管的热阻有一个定量关系，它反映了晶体管的功耗能力，对晶体管的封装失效分析有着重要的指导意义。

我公司产品在组装时一般采用共晶装片、导电胶、不导电胶和铅锡装片几种方式。在共晶装片中往往会遇到晶片背金或背银不良而引起装片困难，而在导电胶、不导电胶装片或铅锡装片中往往会由于胶层的厚薄而引起沾污或装片不牢，同时也遇到如下图1所示的产品空洞现象。

而这些产品空洞封装在里面是看不见也摸不着的，在产品测试时是不会表现为单纯的开路或短路，通常在正常直流测试时所有参数都是正常的，而此类产品一般在受热引起的热膨胀和内部应力作用后都会慢慢失效，当客户在使用过程中会因失效而引起投诉，这部分产品在我们测试时必须加以筛选，所以我们在测试时增加了ΔVBE测试。

3 ΔVBE测试主要技术参数

我们利用发射结的正向压降VBE与结温Tj在一定条件下有非常好的线性关系：ΔVBE=M*ΔTj。其中M为温敏参数，可以测量ΔVBE的值，其主要参数分别是Vcb（CB极间电压）、Ie（加载电流）、Im（感应电流）、Pt（功率时间）、Dt（延迟时间）、upper limit（上限）、lower limit（下限）。

4 ΔVBE测试仪系统介绍

目前我司最常用的ΔVBE测试仪是日本TESEC的9615-PU ΔVBE/ΔVDS/ΔVGS/ΔVFTESTER和9614-KT ΔVBE/ΔVDS/ΔVGS/ΔVFTESTER相配套使用的热阻测试仪，当然也用JUNO DTS-1000改进型的测试仪，能测最大电压200V、最大电流10A。图2和图3是TESEC热阻测试仪的正面和背面图。

热阻测试仪一般都是通过计算机软件控制，经过模拟和数字电路，实现对被测器件加测条件→结果采样→筛选→计算→比较→判别等一系列程序控制，完成对被测器件参数的自动检测。图4是ΔVBE测试仪的系统硬件框图，从图中看该测试系统主要由模拟多路板、数字多路板、ADC板、Im板、Ie板和Vcb板组成。

5 ΔVBE测试的流程

ΔVBE测试的流程图如图5所示：首先加载测试条件，并检测是否失效，再读VBE1的值，并检测是否存在开路或短路现象，如都合格的话，就加电流，再读VBE的值，并对其进行击穿、振荡或错误等检测，然后判断ΔVBE的测试值是否超出上限或下限，最后显示最终结果PASS或FAIL。

6 ΔVBE测试在产线的使用

目前我公司的ΔVBE测试条件一般都是依据产品标准经过逐步试验实践后再进行制订的，通常比产品标准范围要严一些，而且同一型号产品不同芯片其ΔVBE测试条件也可能不同。我们在测试之前首先将测试仪调在编辑状态，并在编辑状态下将所测产品ΔVBE的测试主要参数Vcb、Ie、Im、Pt、Dt、upper limit、lower limit的测试条件分别输入，并可以产品型号名保存下来，在测试时调用即可。

图6是ΔVBE测试仪与分选机连接，TEST1进行ΔVBE测试，TEST2进行直流测试，在不增加其他额外成本的基础上将组装中存在开路、短路或空洞等缺陷的产品优先进行筛选掉。

由于不同的测试分选机所需要的信号不同，我们在与不同测试分选机联机时必须先进行挑线，如图7所示，我们可以通过更改DIP SWITCH中的设置来实现与不同测试分选机联机。

图8和图9分别是我们手动测试时ΔVBE测试结果表现为PASS和FAIL的状态。

7 结论

ΔVBE测试可以在不增加工序成本的基础上保证生产计划的顺利完成，更重要的是能有效地测试筛选掉封装中存在空洞等缺陷的产品，通过ΔVBE测试能很好地提高产品的可靠性，从而可以大大降低客户的投诉。本文通过对ΔVBE测试在实际应用的介绍，让大家更了解ΔVBE测试仪的测试低成本和测量效率高的特点，从而与大家一起共同探讨共同努力，为长电的明天共创辉煌。

［1］TESTER 9614-KT/9615-PU. THERMAL RESISTANCE ΔVBE/ΔVDS/ΔVGS/ΔVFTESTER INSTRUCTION MANUAL TESEC Corporation 391-1,kamiktadai 3-chome Higashiyamato,Tokyo.

［2］何绍木，何纪法，周路. 晶体管热阻测试系统的设计与实现[J]. 微计算机信息（测控自动化），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

陈菊华（1968-），女，江苏江阴人，长电科技工程师，研究方向为塑封产品的测试打印和编带。

电 路 设 计