ICS31.080.01

CCSL40

團體標準

T/CESAXXXX—202X

基于應力試驗的車用分立器件鑒定規(guī)范

Failuremechanismbasedstresstestqualificationfordiscretesemiconductorsin

automotiveapplications

征求意見稿

在提交反饋意見時，請將您知道的相關專利連同支持性文件一并附上。

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號和申請日期。

202X-XX-XX發(fā)布202X-XX-XX實施

中國電子工業(yè)標準化技術協(xié)會發(fā)布

T/CESAXXXX—202X

目次

前言................................................................................IV

1范圍..............................................................................1

2規(guī)范性引用文件....................................................................1

3術語和定義........................................................................1

3.1鑒定..........................................................................1

3.2器件..........................................................................1

3.3鑒定族........................................................................1

3.4共用數據......................................................................1

3.5任務剖面......................................................................2

3.6供貨方和用戶..................................................................2

4要求..............................................................................2

4.1文件使用優(yōu)先順序..............................................................2

4.2共用數據的使用................................................................2

4.2.1共用數據使用原則..........................................................2

4.2.2共用數據的構成............................................................3

4.3試驗樣本......................................................................3

4.3.1樣本生產要求..............................................................3

4.3.2批次要求..................................................................3

4.3.3樣本量要求................................................................4

4.3.4試驗樣本的可重復使用......................................................4

4.3.5樣本進行應力試驗前后的測試要求............................................4

4.4應力試驗的失效判據............................................................4

4.5額外的試驗要求................................................................4

5鑒定和重新鑒定....................................................................4

5.1新器件鑒定....................................................................5

5.2器件變更的重新鑒定............................................................5

5.2.1變更通知..................................................................5

5.2.2變更要求的重新鑒定........................................................5

5.2.3用戶要求的工藝變更........................................................5

5.3通過鑒定/重新鑒定的判據.......................................................5

6鑒定試驗..........................................................................5

6.1通用試驗......................................................................5

6.2不能采用共用數據的試驗........................................................6

6.3無鉛驗證試驗..................................................................6

6.4鑒定試驗計劃..................................................................6

II

T/CESAXXXX—202X

6.5提交試驗數據..................................................................6

6.5.1數據類型..................................................................6

6.5.2數據提交格式..............................................................6

附錄A（資料性）產品鑒定族示例.....................................................20

附錄B（資料性）產品設計、結構和鑒定信息表.........................................24

附錄C（資料性）鑒定計劃...........................................................27

附錄D（資料性）數據格式模板.......................................................29

附錄E（資料性）電參數測試項目最低要求.............................................31

附錄F（資料性）針對鍵合試驗和檢驗的塑封器件開封指南...............................32

附錄G（資料性）基于任務剖面的器件鑒定要求.........................................33

附錄H（資料性）使用銅線鍵合的分立器件的鑒定要求...................................38

附錄I（資料性）無鉛試驗要求.......................................................45

附錄J（資料性）智能功率器件的短路可靠性表征.......................................49

附錄K（資料性）介質完整性（DI)測試................................................56

附錄L（資料性）非鉗位感性開關測試.................................................57

附錄M（資料性）靜電放電（ESD)測試.................................................59

附錄N（資料性）參數分布一致性篩選測試.............................................68

附錄O（資料性）成品率和不合格品類別波動性的評價分析...............................72

附錄P（資料性）過程能力指數Cpk計算評價..............................................74

III

T/CESAXXXX—202X

基于應力試驗的車用分立器件鑒定規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了車用半導體分立器件（如晶體管，二極管等）基于應力試驗進行鑒定必須通過的最低

應力試驗項目、試驗要求和試驗條件，目的是確定器件能通過規(guī)定的應力試驗，從而在應用中達到一定

的質量/可靠性等級。

本文件適用于汽車用半導體分立器件的試驗和質量要求，不能作為供貨方降低其內部鑒定要求的免

責依據，也不能作為供貨方不愿意滿足用戶超出本規(guī)范規(guī)定之外的任何額外要求的依據。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T4937半導體器件機械和氣候試驗方法

GJB128半導體分立器件試驗方法

GJB548微電子器件試驗方法和程序

GB/T7826-2012系統(tǒng)可靠性分析技術失效模式和影響分析（FMEA）

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

3.1鑒定Qualification

為確定半導體分立器件生產與設計要求的一致性，在規(guī)定的標準、程序和條件下所作的全部試驗，

并依次作為質量保證的依據。供應商可以按照用戶的要求，通過本文件規(guī)定的全部試驗項目后，向用戶

提供試驗數據證明器件符合要求。

3.2器件Parts

在本規(guī)范中，器件指采用各種封裝材料（例如環(huán)氧樹脂、金屬、玻璃、陶瓷等）封裝后可以進行直

插焊接或表面貼裝的產品。以裸芯片或晶圓形式交付的器件可以選擇合適的載體或替代封裝按照本規(guī)范

的要求進行鑒定。

3.3鑒定族Qualificationfamily

不同型號器件若存在一定的共性（例如產品類型、材料、工藝、生產場地等），可以按照一定的條

件歸類為同一鑒定族,詳見附錄A。

3.4共用數據Genericdata

1

T/CESAXXXX—202X

在符合本規(guī)范附錄A要求的條件下，同鑒定族中不同型號器件之間可以互相引用試驗數據，以達到

簡化鑒定過程的目的。這些可以被互相引用的試驗數據稱為共用數據。

3.5任務剖面MissionProfiles

任務剖面是指器件在某一個應用的全生命周期，完成某個特定任務時，基于時間所經歷的事件和環(huán)

境。

3.6供貨方和用戶SupplierandUser

本規(guī)范中的“供貨方”是指研發(fā)或生產器件的企業(yè)，“用戶”是指產品開發(fā)或生產過程中使用分立

器件的企業(yè)。

4要求

4.1文件使用優(yōu)先順序

執(zhí)行本規(guī)范時，若與其他文件規(guī)定有沖突，應按照以下優(yōu)先順序執(zhí)行：

a)采購訂單；

b)供貨方和用戶商定的器件技術規(guī)范；

c)本規(guī)范；

d)本規(guī)范中引用的其它文件；

e)供貨方提供的器件規(guī)格書。

對于按照本規(guī)范要求鑒定的器件，采購訂單和/或器件規(guī)范的要求不能用來豁免或者降低本規(guī)范的

要求。

4.2共用數據的使用

4.2.1共用數據使用原則

為簡化器件鑒定及重新鑒定的過程，鼓勵使用共用數據。但使用共用數據應基于以下原則：

a)依據表2列出的器件鑒定要求進行鑒定（包含但不僅限于樣本數、批次數、接收判據等）

b)依據表3所示器件工藝變更選擇對應的試驗；

c)附錄A中鑒定族的規(guī)定；

d)在正態(tài)分布母體中隨機抽取樣本；

e)使用鑒定族中最壞情況的器件。

附錄A給出了如何劃分為同一個鑒定族的示例，符合這些條件的產品可以直接引用其所在鑒定族中

其它已被鑒定產品的相關數據，以簡化鑒定及重新鑒定過程。

根據鑒定族的要求，供貨方應收集同族中已鑒定器件的共用數據，最大限度地簡化器件的鑒定流

程。選取不同條件組合的極限情況下（例如，最高/最低電壓、最大/最小芯片尺寸等）的器件進行鑒定，

可以優(yōu)化產品鑒定族中其他器件的鑒定過程。共用數據由供貨方已認可的實驗室提供，還可以包含供貨

方內部的鑒定數據和過程監(jiān)控數據、用戶的鑒定數據。共用數據采用的試驗條件必須滿足或者嚴于表2

列出的試驗條件。表1為不同情況下共用數據的使用以及產品鑒定對應的批次要求。對于按照用戶器件

規(guī)范要求進行的電特性參數表征，不允許使用共用數據，必須對提交的器件進行測試。

是否接受共用數據作為產品鑒定數據由用戶最終決定，不做強制要求。

2

T/CESAXXXX—202X

表1鑒定及重新鑒定的批次要求

產品信息產品鑒定的批次要求

新產品，沒有共用數據按照表2規(guī)定提供樣本量和批次數

鑒定族中有一種產品通過鑒定；本次待鑒定的產品符合附錄只需進行6.2節(jié)中規(guī)定必須采用待鑒定器件進行的試驗項

A中規(guī)定的鑒定族要求并且復雜程度低于已鑒定過的產品目，按照表2確定樣本量和批次數

參照4.2節(jié)，從表2中確認試驗項目。

新產品，有部分可用的共用數據

樣本量和批次數按照規(guī)定試驗項目的要求進行。

參考表3選擇需要實施哪些試驗項目，按照表2確定樣本量

產品工藝變更

和批次數

表2規(guī)定了新產品鑒定、產品設計及工藝變更后的重新鑒定所需要進行的試驗項目。

表3規(guī)定了器件變更后如何選擇需要進行的試驗項目，也適用于產品新工藝和工藝變更的重新鑒

定。供貨方和用戶討論鑒定/重新鑒定的試驗項目時，確定試驗項目應參照此表。對于未按照表1要求進

行的重要試驗項目，供貨方應提供書面解釋。

4.2.2共用數據的構成

只要相關可靠性數據已經由用戶評估，共用數據的可接收性就沒有時間限制。下圖描述了可供使用

的共用數據來源。這些數據必須來自待鑒定的器件或者附錄A規(guī)定的同一個鑒定族的器件。潛在的數據

還可能包括用戶的數據(保留用戶名稱)、工藝變更鑒定，以及周期可靠性監(jiān)控數據(參見圖1)。

圖1來自不同時間段的共用數據

4.3試驗樣本

4.3.1樣本生產要求

所有鑒定樣本都應與批量供貨產品在同一個生產場所使用相同的設備及相同工藝進行生產。

4.3.2批次要求

參照表2中規(guī)定的批次要求。

3

T/CESAXXXX—202X

4.3.3樣本量要求

用于鑒定試驗的樣本或提交的共用數據必須與表2中規(guī)定的最小樣本量和接收判據的要求一致。如

果供貨方選擇提交共用數據以替代器件鑒定和重新鑒定試驗，則應以試驗報告的形式給出具體的試驗要

求和試驗結果，并且提供的共用數據必須滿足表2中的試驗要求。如果不滿足這些要求，則不能使用共

用數據，需要單獨進行鑒定試驗。

用于鑒定和/或建立共用數據的試驗樣本至少來源于3個不同批次，每批次至少抽取77只器件。

4.3.4試驗樣本的可重復使用

非破壞性試驗后的樣本可以在后續(xù)其他試驗中重復使用，破壞性試驗后的樣本只能用于后續(xù)的工程

分析。

4.3.5樣本進行應力試驗前后的測試要求

所有樣本進行應力試驗前后都需按照產品規(guī)格書的測試條件在室溫環(huán)境下進行電參數測試。如無特

殊要求，室溫環(huán)境下的溫濕度應控制在25±5℃，45%～75%RH。在測試過程中注意ESD防護。

4.4應力試驗的失效判據

出現下列任一情況的器件都應判定為失效：

a)樣本的電參數測試值不符合供貨方與用戶達成一致的產品規(guī)范要求。其中規(guī)范要求的最少測

試項目詳見附錄E。

b)在應力試驗完成后，樣本試驗后的測試值超出試驗前測試初始值的±20%，則判定樣本失效。

對于Rdson≤2.5mΩ的樣本，進行間歇工作壽命（IOL）、功率溫度循環(huán)（PTC）和溫度循環(huán)（TC）

試驗后，允許Rdson變化量≤0.5mΩ。

僅對于擊穿電壓，只有當產品最終測試值在產品規(guī)格書最大值的20%以內時，變化量大于初始

測量值的20%仍才被認定為失效。

c)涉及有濕度的試驗項目結束后樣本測試的泄漏電流超過測試初始值的10倍，其它試驗后樣本

測試的泄漏電流超過測試初始值的5倍。

僅對MOSFET器件，若初始測試值小于10nA(Igss和Idss)，涉及有濕度的試驗后測試最大允

許值為100nA，其他應力試驗后測試最大允許值為50nA。

注：對于低于100nA的泄漏電流測試，測試設備的精度可能會影響和初始值的對比分析，需

要在試驗前后的測試時注意所用測試設備的精度問題。

d)環(huán)境試驗對樣本造成外部物理損傷。

器件出現上述失效情況的結論必須由供貨方確認并得到用戶認可。

如果供貨方和用戶達成一致，確認失效的原因是誤操作或靜電放電（ESD），那么這種失效可以不

計入失效數統(tǒng)計，但是提交數據時需要如實報告。

4.5額外的試驗要求

如果試驗條件和試驗要求超出了本規(guī)范規(guī)定的要求，建議將這種新的試驗條件和試驗要求提供給本

團標起草單位審議，以決定是否將其納入本規(guī)范的后續(xù)修訂。

關于加嚴試驗要求的具體說明詳見附錄G：基于任務剖面的器件鑒定要求。

5鑒定和重新鑒定

4

T/CESAXXXX—202X

5.1新器件鑒定

新器件鑒定的應力試驗要求和對應的試驗條件詳見表2。對于每種新器件的鑒定，供貨方必須提供

進行的所有試驗的數據。這些數據可以是新器件的應力試驗數據，也可以是符合要求的共用數據。所有

的共用數據都應由供貨方解釋使用共用數據的合理性并經過用戶的認可。對于每種器件的鑒定，供貨方

應向有需求的用戶提供產品設計、結構和鑒定信息表，詳見附錄B。

5.2器件變更的重新鑒定

當產品和/或工藝有變更，且經過評估該變更對器件的外形、安裝、功能、質量和/或可靠性有影響

或潛在影響時，供貨方都需要對器件進行重新鑒定，具體要求詳見表3。

5.2.1變更通知

當有產品或工藝變更發(fā)生時，供貨方應告知用戶該變更，并確保該變更滿足雙方商定的變更要求。

5.2.2變更要求的重新鑒定

對于變更后的產品，使用表3作為指導準則確定需要進行的試驗項目，并評估需要進行的試驗是否

可以使用共用數據，以此制定重新鑒定的試驗計劃，按照表2的規(guī)定實施相關試驗項目。

5.2.3用戶要求的工藝變更

如果是單個用戶提出的工藝變更要求，只需與供貨方簽訂變更合同，不屬于本規(guī)范的范圍。

5.3通過鑒定/重新鑒定的判據

依據本規(guī)范對器件進行鑒定/重新鑒定時，器件通過表1規(guī)定的所有鑒定試驗后則認為該器件通過了

鑒定/重新鑒定。這些試驗可以是實際進行的滿足規(guī)范要求的試驗項目，也可以采用已鑒定產品族中的

共用數據。共用數據的使用應符合附錄A中鑒定族的規(guī)定及批次數和樣本量的要求。

對于未通過本規(guī)范要求的器件，供貨方應進行分析確認失效的根本原因，制定并執(zhí)行糾正和預防措

施。經用戶評估供貨方已正確理解該失效機理并能予以有效遏制，并通過相應的重新鑒定試驗后才可以

認為該器件通過了鑒定。在提交鑒定數據時，用戶可以要求供貨方同時提供糾正措施有效性的證明材

料。如果數據中包含器件失效的情況，則該數據不能作為共用數據使用，除非供貨方已經驗證了對該失

效采取的糾正措施的有效性且已得到用戶的認可。

如果試驗中發(fā)現某些器件雖然滿足產品規(guī)范要求，甚至還有裕量，但是其性能或者特性參數明顯脫

離母體分布，建議對這些器件進行深入分析，以確認這些器件是否存在潛在風險。

對于用戶要求的但是未列入本規(guī)范的特殊可靠性試驗項目或條件，則由供貨方與用戶協(xié)商處理，但

不影響該產品的鑒定結論。

6鑒定試驗

6.1通用試驗

通用試驗流程考圖2，試驗細節(jié)詳見表2。表2中的試驗并非適用于所有器件。例如，某些試驗只適

用于氣密性封裝器件，某些試驗只適用于功率MOSFET器件等。待鑒定器件的適用試驗參見表2的“注

釋”列和“附加要求”列說明。表2的“附加要求”列還強調說明了可替代試驗項目的要求。

針對晶圓鑒定族內的產品，可以共用B、D、E組的試驗數據。

針對封裝鑒定族內的產品，可以共用A、C、E組的試驗數據。

5

T/CESAXXXX—202X

6.2不能采用共用數據的試驗

下述試驗項目不能采用共用數據，應采用待鑒定器件進行單獨試驗：

a)靜電放電特性（表2，E3試驗和E4試驗）；

b)電參數驗證（表2，E2試驗）供貨方應證明該器件能夠滿足產品規(guī)格書中詳細的參數要求。

6.3無鉛驗證試驗

對引線端子上電鍍材料含鉛量<1000ppm的器件（簡稱為無鉛器件），供貨方應遵循附錄I無鉛試驗

要求。

6.4鑒定試驗計劃

新產品和工藝更改（見5.2.2節(jié)）在鑒定試驗前先按照附錄C制定鑒定計劃，若是用戶指定產品則需

與用戶討論、制定并簽署鑒定試驗計劃；供貨方依據附錄C（鑒定試驗計劃）的規(guī)定提供書面材料，說

明所進行的試驗滿足表2和表3的要求。

6.5提交試驗數據

6.5.1數據類型

提交給用戶的數據分為三種類型(見表2中“數據類型”列)：

a)數據類型1：這類試驗數據(共用數據或實際試驗得到的試驗數據)應按照6.5.2節(jié)中規(guī)定的格

式包含在每個提交的鑒定數據中。

b)數據類型2：是與封裝相關的試驗數據，除新封裝外，提交的鑒定數據中不需要提供封裝相關

數據。供貨方在封裝未發(fā)生明顯變更的情況下只需提交一份之前已通過相關試驗的書面材料。

對于C2試驗（物理尺寸），提交的書面材料中應標注相應用戶的封裝規(guī)范要求。

c)數據類型3：按照表3要求進行重新鑒定后提交的鑒定數據中應包含類型3數據。對于新產品，

按照表2要求鑒定后提交的鑒定數據中也應包含類型3數據。供貨方在制訂重新鑒定計劃時，

應將類型3數據對應的試驗視為支持新器件鑒定（包括新封裝）和/或工藝變更合理性的依據。

如果供貨方未按要求執(zhí)行部分試驗項目，有責任提供不需要執(zhí)行這些試驗的理由。

6.5.2數據提交格式

按照附錄D的規(guī)定提交數據匯總。供貨方在用戶需要時提供原始數據和直方圖，并按照ISO16949的

要求保存所有數據和文件(例如，未進行部分試驗項目的理由等)。

6

T/CESAXXXX—202X

C組試驗

C2PD

C3WBP

C4WBS芯片設計

D組試驗

C5DS

晶圓加工D1DIF組試驗

C6TS

F1PAT

C7RTS封裝

F2SBA

C9TR

外觀檢查E0EV

C10SD

功能/電參數

C11WGE1TEST

驗證測試

A組試驗B組試驗C組試驗E組試驗

氣密性封裝試驗順序

E1E1

E1C12E1C13E1E1E5

TEST@室溫TEST@室溫E2PVE6SC

TEST@室溫CATEST@室溫VVFTEST@室溫TEST@室溫UTS

A1PC

E3E4E1

C8RSHE1

B1B2B1aB1bC15C14HBMCDMTEST@室溫

E1HTRBHTGBACBVSSOPHERTEST@室溫MS

TEST@室溫E1

TEST@室溫E1

TEST@室溫

A2HASTA5IOLA3UHASTE1

或A2或A5alt或A3altA4TCTEST@室溫

altH3TRBPTC*AC*

E1E1E1

TEST@室溫TEST@室溫TEST@室溫

C1DPAA4aTCHT

C1DPA

或A4aalt

ICDT*

圖2應力試驗流程圖

7

T/CESAXXXX—202X

表2鑒定試驗

A組試驗-環(huán)境應力試驗

英文數據樣本量/接收

試驗分組試驗項目注釋批次數試驗標準附加要求

縮寫類型批次判據

對SMD器件在

僅在A2、A3、A4、A5和C8試驗之前對表面貼裝器件（SMD）

A2、A3、A4、GB/T4937.20

、失效進行預處理。在前后按照項規(guī)定進行電參數測試。存在

A1預處理PC1GS0PCE1

A5和C8試驗前GB/T4937.30

更換器件的情況都應予以記錄。

進行PC

在TA=130℃/85%RH條件下96小時，或在TA=110°C/85%RH條件

D、G、3GB/T4937.4下264小時，器件試驗時要求偏壓為80％額定電壓，但是偏壓不

A2強加速穩(wěn)態(tài)濕熱試驗HAST1770失效

U、V、3注釋B得超過試驗箱中發(fā)生電弧放電的允許電壓。HAST試驗前后按照

E1項規(guī)定進行電參數測試。

TA=85℃/85%RH條件下1000小時，器件試驗時要求偏壓為80％

A2穩(wěn)態(tài)溫濕度D、G、3GB/T4937.5

H3TRB1770失效額定電壓，但不得超過試驗箱允許的極限。在H3TRB試驗前后

alt偏置壽命試驗U、V、3注釋B

按照E1項規(guī)定進行電參數測試。

無偏置強加速應力試3GB/T4937.24TA=130℃/85%RH下96小時或TA=110°C/85%RH下264小時。

A3UHAST1D、G、U770失效

驗注釋B在UHAST試驗前后按照E1項規(guī)定進行電參數測試。

A33GB/T4937.33TA=121℃、RH=100%、15psig下96小時。試驗前后按照E1

無偏置高壓蒸煮試驗AC1D、G、U770失效

alt注釋B項規(guī)定進行電參數測試。

8

T/CESAXXXX—202X

1000次循環(huán)(若最高允許結溫不超過150℃，TA為-55℃至最大

允許結溫)。若取試驗最高溫度比最大允許額定結溫高25℃，（如

D、G、U、3GB/T4937.25

A4溫度循環(huán)試驗TC1770失效果器件最大允許結溫大于150℃則取試驗最高溫度為175℃）則

3注釋B

可將試驗縮短至400次循環(huán)。TC試驗前后按照E1項規(guī)定進行

電參數測試。Rds(on)合格/不合格判定見4.4節(jié)。

對內引線直徑小于等于125μm的器件，在A4組TC試驗后，

按照E2組PV中的高溫下確定的參數卡限，在125℃下進行E1

D、G、3

A4a溫度循環(huán)熱測試TCHT1770失效附錄F組TEST要求的參數測試。并對其中5只參數測試后的器件進

U、1、2注釋B

行開封，對所有引線進行拉力測試（C3組WBP試驗）。（樣

本來自A4試驗）。

對內引線直徑小于等于125μm的器件，TC后進行100%超聲波

檢查，然后對所有器件中5只分層最嚴重的器件按照附錄F進

A4a溫度循環(huán)D、G、3

TCDT1770失效附錄F行開封、檢查所有內引線或進行引線拉力測試（C3組WBS試

alt分層試驗U、1、2注釋B

驗）。如果超聲波檢測沒有發(fā)現分層，則無需進行開封檢查和

拉力測試。

D、G、按照表2A規(guī)定的開關次數進行試驗。TA=25℃，給器件加電，

3GJB128

A5間歇工作壽命試驗IOL1P、T、770失效確保△TJ≥100℃（但是不得超過最大額定結溫）。試驗前后按

注釋B方法1037

U、W、3照E1項規(guī)定進行電參數測試。Rds(on)合格/不合格判定見4.4節(jié)。

如果IOL無法實現△TJ≥100℃，則進行PTC。按照表2A中規(guī)

定的開關時間和循環(huán)次數進行試驗。調整器件加電和外部溫度

A5D、G、3

功率溫度循環(huán)試驗PTC1770失效JESD22-A-105控制確?！鱐J≥100℃（但是不得超過絕對最大額定值）。PTC

altT、U、W注釋B

試驗前后按照E1項規(guī)定進行電參數測試。Rds(on)合格/不合格判

定見4.4節(jié)。

注：“alt”表示可以選擇作為替代試驗，代替相同編號的試驗項目。

9

T/CESAXXXX—202X

B組試驗-加速壽命試驗

英文數據樣本量/接收

試驗分組試驗項目注釋批次數試驗標準附加要求

縮寫類型批次判據