GB/T 4937.18-2018 半导体器件 机械和气候试验方法 第18部分：电离辐射(总剂量)

JCS31.080.01

L40

G菌

共和国国家标准

中华人民

GB/T4937.18-2018月EC60749-18:2002

半导体器件机械和气候试验方法

第18部分：电离辐射（总剂量）

Semiconductordevices-Mechanicalandclimatictestmethods一

Part18:Ionizingradiation(totaldose)

(!EC60749-18:2002,IDT)

2019-01-01实施

2018-09-17发布

国家市场监督管理总局

发布

中国国家标准化管理委员会

GB/T4937.18-2018月EC60749-18:2002

前

GB/T4937《半导体器件机械和气候试验方法》由以下部分组成：

一一第1部分：总则；

一一第2部分：低气压z

一一第3部分E外部目也

一一第4部分：强加速稳态湿热试验（HAST);

一一第5部分z稳态温湿度偏置寿命试验F

一一第6部分2高温贮存s

一一第7部分：内部水汽含量测试和其他残余气体分析s

一一第8部分z密封E

一一第9部分：标志耐久性E

一一第10部分g机械冲击；

一一第11部分：快速温度变化双液槽法；

一一第12部分2扫频振动；

一一第13部分2盐雾；

一一第14部分：引出端强度（引线牢固性）;

一一第15部分：通孔安装器件的耐焊接热z

一一第16部分：粒子碰撞噪声检测（PINO)I

－一第17部分：中子辐照；

一一第18部分：电离辐射〈总剂量）I

一一第19部分：芯片剪切强度；

一一第20部分：塑封表面安装器件耐潮湿和焊接热综合影响；

一一第20-1部分z对潮湿和焊接热综合影响敏感的表面安装器件的操作、包装、标志和运输s

一一第21部分：可焊性自

一一第22部分：键合强度F

一一第23部分z高温工作寿命s

一一第24部分：加速耐温元偏置强加速应力试验（HSAT);

一一第25部分g温度循环z

一一第26部分：静电放电（ESD)敏感度试验人体模型（HBM);

一一第27部分：静电放电（ESD）敏感度试验机械模型（MM);

一一第28部分：静电放电（ESD）敏感度试验带电器件模型（COM)器件级s

一一第29部分：问锁试验；

一一第30部分：非密封表面安装器件在可靠性试验前的预处理s

一一第31部分：塑封器件的易燃性〈内部引起的h

一一第32部分：塑封器件的易燃性〈外部引起的）;

一一第33部分2加速耐湿无偏置高压蒸煮s

一一第34部分：功率循环B

一一第35部分：塑封电子元器件的声学扫描显微镜检查；

一一第36部分：恒定加速度3

I

GB/T4937.18-2018/IEC60749-18:2002

一一第37部分：采用加速度计的板级跌落试验方法；

一一第38部分z半导体存储器件的软错误试验方法；

一一第39部分：半导体元器件原材料的潮气扩散率和水溶解率测量E

一一第40部分g采用张力仪的板级跌落试验方法；

一一第41部分：非易失性存储器件的可靠性试验方法s

一一第42部分：温度和湿度贮存s

一一第43部分g集成电路(IC）可靠性鉴定方案指南s

一一第44部分：半导体器件的中子柬辐照单粒子效应试验方法．

本部分为GB/T4937的第18部分．

本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草．

本部分使用翻译法等同采用IEC60749-18:2002（半导体器件机械和气候试验方法第18部分z

电离辐射〈总剂量〉》．

请注意本文件的某些内容可能涉及专利．本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任．

本部分由中华人民共和国工业和信息化部提出．

本部分由全国半导体器件标准化技术委员会（SAC/TC78）归口．

本部分起草单位：中国电子科技集团公司第十三研究所、中国科学院新疆理化技术研究所、西北核

技术研究所．

本部分主要起掌人：席善斌、彭浩、郭旗、陆筑、陈伟、林东生、何宝平、金晓明、崔波、陈海蓉．

n

GB/T4937.18-2018/IEC60749-18:2002

半导体器件机械和气候试验方法

第18部分：电离辐射〈总剂量）

1范围

GB/T4937的本部分对已封装的半导体集成电路和半导体分立器件进行“Coγ射线源电离辐射

总剂量试验提供了一种试验程序．

本部分提供了评估低剂量事电离辐射对器件作用的加速退火试验方法．这种退火试验对低剂量率

辐射或者器件在某些应用情况下表现出时变效应的应用情形是比较重要的．

本部分仅适用于稳态辐照，并不适用于脉冲型辐照．

本部分主要针对军事或空间相关的应用．

本试验可能会导致辐照器件的电性能产生严重退化，因而被认为是破坏性试验．

2术语和定义

下列术语和定义适用于本文件．

2.1

电离辐射效应ionizingradiationeffects

由辐射感生电荷引起分立器件或集成电路电参数的变化．

注：也称为总剂量效应．

2.2

辐照中测试in-fluxtest

辐照期间对器件进行的电测试．

2.3

非辐照中测试nonin-fluxte骂t

除辐照期间以外的任何时间对器件进行的电测试．

2.4

移地测试remotetests

将器件从辐照位置移开后对器件进行的电测试．

2.5

时变效应time跑dependenteff<民ts

辐照后，由于辐射感生陷阱电荷的产生或〈和〉退火引起器件电参数的显著退化．

注z辐照期间楞件也会发生类似效应．

2.6

加遭遇火试验acceleratedannealingtest

利用提高温度来加速时变效应的方法．

3试验设备

设备应包括辐射源、电参数测试装置、试验电路板、电缆、接线板或开关系统、合适的剂量测定系统

GB/T4937.18-2018/IEC60749“18:2002

和环境试验箱（若需要进行时变效应测试）．应采取适当的预防措施以确保电测试系统具有足够的绝

缘、完好的屏蔽、良好的接地以及适当低的噪声特性．

3.1辐射潭

试验中采用的辐射源应是能够提供均句辐射场的“Coγ射线源．除另有规定外，在器件辐照范围

内，利用剂量测定系统测得的辐射场的不均匀性应在土10%以内.eoeo源的γ射线场强不确定度应不

大子5%.器件与辐射源间位置的变化以及辐射吸收和散射材料的存在都会对辐射场的均句性和强度

产生影响．

3.2荆量测定系统

应提供合适的剂量测定方法以完成4.3要求的测量。

3.3电学测试仪器

电学测量使用的全部测量装置应具有准确测试电参数所需要的稳定性、精确度和分辨力．任何需

要工作于辐射环境中的测试仪器都应予以屏蔽．

3.4试验电路握

待辐照器件应与辐射期间器件偏置所需的或辐射中测量所需的相关电路一起，安装在试验电路板

上或与电路板相连。除另有规定外，辐射期间器件引出端和任何其他可能会影响器件辐射响应的端口

都应进行电连接处理，即端口不得浮空．

整个试验电路板的几何形状和所采用的材料应确保器件得到均匀辐照．应采用良好的设计和结构

以防止电路振荡，将漏电流降至最低，防止电损伤，以获得准确的测量结果．只有能抗辐射的且相对待

测器件无显著漏电的插座才允许用来将器件和相关电路与试验板连接在一起．

辐射场中所有反复使用的设备均应定期检查其物理和电性能的退化．除了受试器件外，试验电路

板上的其他元器件应对累积辐射不敏感，否则应对它们进行屏蔽，以防止辐射对其产生损伤．试验夹具

所采用的材料应对受试器件所处的辐射场强度均句性不产生干扰．

应在辐射场外测量夹具的漏电流．插座中不安装器件，将试验电路板与试验系统连接在一起，使所

有可能起作用的噪声和干扰源处于工作状态，施加器件试验时的最大偏置条件，任意两个引出端之间的

漏电流都应不超过辐射前器件规范中电流最小极限值的10%.

加速退火试验中对器件施加偏置的试验电路板应能够经受加速退火试验中的温度要求，并在试验

前和试验后均应检查其物理和电学性能的变化情况．

3.5电缆

在辐射场中，连接试验电路板和试验装置的电缆应尽可能地短．如果必须使用长电缆，可能需要采

用电缆驱动器．电缆对地应具有小的电容和漏电流，导线之间也应具有较小的漏电流．

3.6互连或开关系统

该系统在测试设备与受试器件之间提供接口，是整个试验系统的一部分，应放置于辐射环境场地的

外部，且符合3.4中关于插座端口漏电流的规定．

3.7环填试验箱

环境试验箱主要是用于时变效应试验．除另有规定外，应能够将特定的加速退火温度变化维持在

土5℃内．

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4程序

按照试验大纲对试验器件进行辐射和加速退火试验（如果需要进行时变效应试验〉，试验流程图见

图1.该试验大纲应包含器件说明、辐射条件、器件偏置条件、剂量测定系统、工作条件、测量参数和测

试条件以及加速退火试验条件〈必要时〉．

4.1样晶的选择和处置

只有满足试验大纲中规定的电特性指标的器件才可以用于辐射试验．除另有规定外，试验样品应

具有相同的封装类型且在母体中随机抽取．每只器件应单独编号，以便在辐射前后进行识别比较．对

于静电放电敏感器件，应采取适当的处置措施以防止器件损伤．

4.2老练

对某些器件，在老炼前后进行总剂量辐照试验，其响应是不同的．除非有以往试验或设计上证明老

炼对总剂量辐射响应的影响可以忽略（电参数符合辐射后规定的范围〉，否则应进行下述工作之一z

a)承制方在进行总剂量