半导体管式和板式那个寿命长

1 引言 高可靠半导体器件在降额条件（Tj＝100℃）下的现场使用失效率可以小于10－8／h，即小于10FIT，按照偶然失效期的指数分布推算，其平均寿命 MTTF大于108h，即大于10000年。据文献报导，电子元器件的贮存失效率比工作失效率还要小 一个数量级

4.2 特军级晶体管

JTX2N2405为硅npn开关晶体管， PCM为1W，TO-39封装，生产日期为1974年，已经贮存了32年。特军级晶体管的质量等级高于普军级（JAN），该批器件数量较大，共206支，管芯的图形较大，ICM为1A，内引线用金丝，在管芯处为球焊键合，为70年代的典型键合工艺。在贮存期间，对电参数进行过多次检测，全部符合规范要求，仅有1支管子，小电流hFE （1mA处）有退化迹象。管子的外引线镀金层质量良好，没有锈蚀现象，任抽10支样管做可焊性试验，全部合格，气密性经检测漏率小于10?9Pam3／s。

4.3 早期的宇航级晶体管

JANS2N2222A为硅小功率开关晶体管，TO-18封装，相当于国产管3DK3，该批产品共5支，生产日期为1971年，已经贮存了35年，是美国TI公司早期生产的宇航级晶体管。经电参数检测，全部符合规范要求，hFE在微电流下也没有退化。

该管内引线采用当时典型的金丝球焊工艺，经过DPA检测，内引线键合拉力为2.9～6.5g，芯片剪切力为1.98kg。由于金丝和铝膜的键合在高温下会产生多种金铝化合物，严重时会产生开路失效，因此TI公司在80年代生产的宇航级晶体管2N2219中内引线使用铝丝超声键合工艺，消除了金铝化合物的失效模式。从DPA的数据来看，金丝球焊的键合拉力在贮存35年后，确有退化，2.9g数据为键合点脱开，6.5g为金丝拉断。该批器件的气密性良好，经检测漏率为10-9Pam3／s范围。

4.4 国产晶体管长期储存实例

国家半导体器件质量监督检验中心从1984年起对各种国产高频小功率晶体管进行了许可证确认试验，当时每个品种从工厂抽样150支，用60支分别进行高温储存、工作寿命和环境试验，其余留作仲裁用。全部样品在Ⅰ类贮存条件的试验室保存了20多年，从2006年开始进行了长期贮存器件可靠性研究，现报道其中一例。

3DG79晶体管为中放AGC专用管，生产时间为1983年，对库存100多支样管进行了常温电参数测试，全部符合规范要求，对其中5支标样进行了对比测试，发现hFE在贮存20年后平均下降了16％ （年下降率0.8％），说明存在hFE退化机理，但未超出寿命试验失效判据（30％）。

5 结论

高可靠半导体器件的贮存寿命极长，对于气密性良好的金属或陶瓷封装器件，如果内部水汽含量小于5000×10-6，外引线镀层质量良好，在Ⅰ类条件的贮存期限可达到25年，甚至更长。

我国航天部门制订的超期复验标准中对于有效贮存期订的过严，建议参考俄罗斯标准作必要的修订，作为过渡方案，可以将半导体器件的有效贮存期先放宽到5年，这在某重点工程中已证明是可行的。

国内有关部门应加强电子元器件贮存可靠性及评估技术研究，制定相应统一的标准规范。

半导体parts异常下机原因分析如下：

1、封装失效，当管壳出现裂纹时就会发生封装失效。机械应力、热应力或封装材料与金属之间的热膨胀系数失配可使裂纹形成。当湿度较高或器件接触到焊剂、清洁剂等物质时，这些裂纹就成为潮气入侵管壳的通路。化学反应可使器件劣化，从而导致器件失效。

2、线键合失效，因大电流通过造成的热过应力、因键合不当造成的键合引线上的机械应力、键合引线与芯片之间的界面上的裂纹、硅的电迁移以及过大的键合压力都会造成引线键合失效。

3、芯片粘结失效，芯片与衬底之间接触不当可降低它们之间的导热性。因此，芯片会出现过热，从而导致应力加大和开裂，最终使器件失效。

4、体硅缺陷，有时候，晶体缺陷引起的故障或硅体材料中的杂质和玷污物的存在也会使器件失效。器件生产期间由扩散问题引起的工艺缺陷也会使器件失效。

5、氧化层缺陷静电放电和通过引线扩展的高压瞬变可使薄氧化层即绝缘体击穿，并导致器件失灵。氧化层的裂纹和或划痕以及氧化物中杂质的存在也能使器件失效。

6、铝的金属缺陷。

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