宇航用商业现货（COTS）半导体器件质量保证要求

宇航用商业现货（COTS）半导体器件质量保证要求

国家标准 GB/T41040一2021 宇航用商业现货(COIS)半导体器件 质量保证要求 CoISsemieonduetorpartsforspaceapplieation- Qualityassurancereguirements 2021-12-31发布 2022-07-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标涯花警理委员会国家标准
GB/41040一2021 目 次 前言 范围 2 规范性引用文件 术语,定义和缩略语 3.1术语和定义 3.2缩略语 基本要求 4.I质量保证单位资质 4.2质量保证人员 仪器设备管理与使用 4,3 士.4器件防护 4.5环境要求 4.6测试,试验有效性和覆盖性 4.7失效分析 4.8假冒翻新元器件控制计划 信息数据库 4.9 4.1o元器件贮存和超期复验 技术要求 5.1通则 5.2需求分析 5.3评价试验要求 5.！破坏性物理分析(DPA) 5.5筛选试验 5.6鉴定试验 5.7质量保证结论确定 5.8应用控制 附录A资料性COTS器件的试验等级和宇航任务应用 附录B(资料性典型cOTs器件筛选和鉴定试验(集成电路) 10 附录C资料性)典型cOTS器件筛选和鉴定试验(密封分立器件 14 附录D资料性)老炼试验设计注意事项 16 17 参考文献
GB/41040一2021 前 言 本文件按照GB/T1.1一2020<标准化工作导则第1部分;标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草 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专利的责任 本文件由全国宇航技术及其应用标准化技术委员会(SAC/TC425)提出并归口 本文件起草单位;空间技术研究院 本文件主要起草人:张大宇、汪悦、张红旗、张海明、宁永成、王征、朱恒静、王彤、丛山、张松、王贺
GB/41040一2021 宇航用商业现货(CoIS)半导体器件 质量保证要求 范围 本文件规定了宇航用商业现货半导体器件(以下简称coTs器件)的质量保证要求,确立了宇航用 CoTs器件需求分析,评价试验、破坏性物理分析(DPA),筛选试验、鉴定试验的具体要求和应用控制 要求 本文件适用于宇航用cOTs器件质量保证 本文件不适用于cOTs器件供方的生产过程及质量体系的管理和控制 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于 本文件 GB/T4937.201一2018半导体器件机械和气候试验方法第20-1部分;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 GB/T19000-2016质量管理体系基础和术语 GB/T19001一2016质量管理体系要求 GB/T32304一2015航天电子产品静电防护要求 nt/Pr ustomerNotificationofPro JESD46供应商发给客户的产品/工艺变更通知(Cus rocess y Solid-StateSuppliers) Changes JEDEC/IPC/BCIAJ-STD048产品断档通知标准(NotifieationStandardorProduetDscontinuance) 术语、定义和缩略语 3.1术语和定义 GB/T19000一2016界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1.1 商业现货commereialofr-theshelf;COIS 采用商用成熟技术,不按宇航或军用标准设计和制造的、不受政府采购限制的现货产品 注1:本文件中coTs用作形容词,指“商业现货的” 注2:商业现货半导体器件一般包含分立器件,单片集成电路、混合集成电路,光电子器件等 3.1.2 质量保证qualityassuranee 应对c0TS器件宇航应用可能的存在的风险,提供其能够满足宇航任务使用的信任的活动 3.1.3 评价试验 evaluationtest 针对应用条件,获取元器件特性、质量和可靠性基础数据,进一步识别风险,判断其是否具备宇航应
GB/T41040一2021 用基础条件的一系列试验 3.2缩略语 下列缩略语适用于本文件 BGA;球栅阵列(BalGridArray) -SAM.C模式超声扫描显微镜(CmodeScanningAcousticMieroscope) cA;结构分析(ConstructionAnalysis) CCD;电荷樵合器件(ChargeCoupledDevice C0TS:商业现货(CommercialOff-The-ShelfD DPA:破坏性物理分析DestructivePhysicalAnalysis HAsT;高加速应力试验(HighlyAcceleratedStressTest) MSL潮湿敏感等级(MoistureSensitivitylevel MTTF:平均故障时间(MeanTimeToFailure) ercentDefectiveAuowable PDA;允许不合格品率(Pere NoiseDetection PIND:颗粒碰撞噪声检测(Particlel lmpact Scale VISI;超大规模集成电路(VeryLarge lntegration 基本要求 4.1质量保证单位资质 COTS器件的质量保证单位应拥有GB/T190012016或相应标准的质量证书(如符合ISO9001),且 能够满足本文件和使用方的要求 4.2质量保证人员 质量保证人员要求如下 a 按规定参加培训并取得合格资格; b)了解和掌握有关标准、规范和试验、检验的基本原理 c 能熟练使用有关仪器设备,并具备基本的维护,保养知识 d 能对试验结果做出正确的分析与评价 4.3仪器设备管理与使用 仪器设备的管理与使用要求如下 仪器设备应有专人管理,关键仪器设备由专人操作和检查 a b 仪器设备应按规定定期检定合格,并在有效的计量检定周期内使用 仪器设备的精度应满足试验或检验的要求 c 使用仪器设备应按规定做好记录 d 4.4器件防护 包装、,运输、试验、贮存过程中,应进行器件防护,具体要求如下: 溯湿敏感器件应按照G;B/T4937.201一2018的MSL等级要求采取相应的保护措施 a b 静电敏感器件应按照GB/T32304一2015要求采取保护措施; 应具有其他防污染、机械防护措施 c
GB/41040一2021 4.5环境要求 在质量保证试验过程中,试验区域内温度、相对湿度等环境及其稳定度、均匀性应符合试验要求 4.6测试、试验有效性和覆盖性 测试,试验的设计应覆盖宇航任务关注的全部参数、功能 器件测试、试验中施加的应力条件和获 得的测量值应准确、有效、稳定,满足器件参数测试数据变化率和一致性分析的需求 4.7失效分析 质量保证试验应与失效分析相结合 如果质量保证试验过程中器件参数严重超差或功能失效,应 进行失效分析 4.8假冒翻新元器件控制计划 应控制供货渠道,综合预防手段、识别手段,处置手段,针对COTS器件的特点,建立避免假冒翻新 元器件的控制计划 4.9信息数据库 应针对COTS器件建立质量保证信息数据库,以应对可追溯性不足风险，一般应包括: 器件技术状态信息,如塑封材料,芯片版本等; a b 批次不合格器件信息,如;批次代码,供货方,不合格原因等; 假冒翻新器件信息,如:批次代码,供货方,假冒翻新类型， c d 其他器件质量保证信息 4.10元器件贮存和超期复验 未装机的元器件应贮存在清洁、通风,无腐蚀性气体,满足静电防护要求,并满足温度和相对湿度要 求的场所 超过有效贮存期,应进行超期复验,合格后才能使用 5 技术要求 5.1通则 5.1.1质量保证项目 在对使用方工程特点及特殊要求进行分析的基础上,考虑C0Ts器件供货方产品质量信息,了解 系统应用对cOTS器件的影响任务剖面存在的风险,参考附录A中的COTS器件的试验等级,确定 和实施质量保证项目,并采取针对性措施以控制风险 质量保证项目一般包含: 需求分析; a 评价试验(适用时); b DPA; c d) 筛选试验; 鉴定试验 e 5.1.2检验批 同一供货方、,同一元器件型号、同一生产工艺和结构、同一封装形式和引线涂覆工艺、相同封装周代
GB/T41040一202 码(若无,按照到货时间)的元器件组成一个检验批 5.2需求分析 5.2.1使用方工程特点及特殊要求 5.2.1.1 工作可靠性 工作可靠性按照宇航任务系统和单机分配给COTS器件的可靠性要求,如;失效率,MTTF 5.2.1.2空间环境 宇航任务涉及空间环境对是否对COTS器件有特殊要求 典型空间环境及其对C0TS器件的风 险见表1 表1典型空间环境及其对COTS器件的风险 序号 环境条件 风险问题 当超过器件规定的贮存或使用的最高或最低温度限值时,会发生损坏 部分功率器件使用中 温度极限 可能需要适当的散热和冷却方法 温度交变 器件组成材料热膨胀系数不匹配,长时间的温度变化循环可能导致损坏 机械冲击 当器件受到机械冲击时,可能会超过机械应力极限 由于长期暴露在某些机械振动环境中,器件可能会发生损坏 机械振动 宇宙射线或地球辐射带中的质子,重离子等产生辐射,导致总剂量效应、位移效应、单粒子 辐射 效应 真空 真空条件下,有机材料释气可能造成器件性能退化或污染光学元件 湿气 暴露于潮湿环境会造成非密封器件封装结构损坏 腐蚀 暴露于腐蚀性环境可能造成器件封装结构损坏 5.2.1.3安全性 使用时,宜考虑和防范硬件木马等coTs器件安全性问题 5.2.1.4使用方可追溯性 使用方应采用适当的手段(如:器件编号、随工单、合格证等)进行追溯.保证若出现失效问题时,能 识别cOTS器件的替换范围 5.2.2采购合同或协议 使用方应在采购合同或协议中明示对供货方产品质量信息的要求和特殊要求 5.2.3供货方产品质量信息 5.2.3.1基础信息 在数据手册或详细规范中,供货方应给出cOTS器件的基础信息，,一般包括 质量等级; a b静电敏感度等级;
GB/41040一2021 潮湿敏感等级(片式非密封器件适用) c d) 引线/引出端的镀层材料或无铅化标注; 力、热、电、光、抗辐射等特性指标 e fD 经历的质量保证试验项目和试验条件 5.2.3.2产品或工艺变更 宇航任务需评估和验证C0TS器件产品或工艺变更是否影响其功能性 使用方宜在合同或协议 中依据JESD46或等效方法明确指出供货方需要通知的变更、通知的形式和要求 5.2.3.3过时 供货方应依据JEDEc/IPc/ECIAJ-STD048或等效方法发布产品停产通知 使用方需考虑 COTS器件过时带来的储备、败贮存问题和产品功能的可替代性 5.2.3.4供货方可追溯性 供货方应可追潮忙存货运批的任何一只器件,通过生产线追潮的.封装M代码成帮作/科盒内包装 等上的其他标识等来识别制造来源,如晶圆批次组别,晶圆制造地点,封装地点、测试地点,日期码、批 次码等 5.2.4风险分析 应识别coTs器件应用风险，结合5.35.6要求,确定评价试验,DPA,筛选试验、鉴定试验项目 需考虑的主要风险包含但不限于 供货方的质量状况; a 器件是否采用已知禁限用工艺 b 器件是否应用未经宇航任务验证的新技术; c 同宇航任务或结构相似器件的使用经历; d 是否存在假冒翻新器件风险,如何进行识别; e 器件是否能够长期稳定供应,若有器件过时、停产对影响宇航任务的影响; 沿用已有系统设计时,器件是否存在技术状态更改现象,是否影响器件使用 g 建议在使用方选用控制中,考虑宇航任务的成本,进度、技术先进性、辐射环境、材料,质量和可靠性 要求,明确选用c0Ts器件的必要性和为应对风险所必须开展的质量保证工作 5.3评价试验要求 5.3.1评价项目 在cOTs器件没有足够宇航应用经历或采用未经宇航任务验证的新技术的情况下,应针对应用风 险,制定具体评价试验方案,获取抗辐射和可靠性数据,确定COTS器件满足宇航任务需求的能力 评 价试验可以按照结构相似性原则进行 评价试验一般包括 结构分析 a b 功能性能分析; 抗辐射摸底试验; c 极限试验; d 寿命评估试验 e
GB/T41040一2021 5.3.2结构相似性原则 5.3.2.1 芯片 供货方应存档记录并履行实施一套经过相应工程评审的芯片相似性准则或指南 5.3.2.2工艺/晶圆制造 同一鉴定系列的器件应具有相同的关键工艺过程与材料要素 5.3.2.3封装/组装 -般情况下,只要封装工艺技术一致,具有相同或较小引线数量的器件均可视为与某一评价试验的 封装相似,宜按照当前设计最劣配置(如;最大芯片)开展 5.3.3结构分析(CA 采用检验,试验分析等方法以及复核复算、仿真等手段,获取coTs器件的设计、工艺和材料等要 素,分析评价其功能性能满足性固有可靠性状况、工艺质量能力.应用环境适应性、潜在危害等,具体要 求如下 对首次选用的器件一般应进行CA; a b)对3只一5只典型样品进行cA; CA结论包含,适合宇航应用(可用)特定范围可用(限用),不适合宇航应用(禁用),进一步评 c 价,限用和进一步评价结论需 l)对于限用结论，一般应明确产品的限用范围或者限制使用条件,在应用控制中予以注意; 2 对于进一步评价结论，一般应提出相应的后续评价验证工作要求,根据评价验证结果综合 判断 5.3.4功能性能分析 按照宇航任务对不同条件下器件的特性应进行测试分析 必要时,判断参数一致性,并完善特性参 数失效判据 5.3.5抗辐照摸底试验 对不能确定其抗辐射能力的辐射敏感cOTS器件,应进行抗辐射能力评估.包括抗辐射能力调研 分析,必要时,开展总剂量试验、单粒子试验、位移试验等,以证明cOTS器件满足或超过宇航任务对抗 辐射保证的要求或需要使用中进行抗辐射加固 5.3.6极限试验 应进行极限试验以在电、热、力等极限应力下获得器件的失效模式、薄弱环节等信息 5.3.7寿命评估试验 对器件的工作寿命可靠性应进行评价 5.4破坏性物理分析(DPA) 5.4.1DPA试验样本,试验项目和方法 应按照器件具体封装、,类型和宇航任务要求制定DPA方案,确定抽样数、试验项目将条件和判据，
GB/41040一2021 -般每检验批抽样3只5只 5.4.2DPA结论 DPA结论包含;合格、不合格 如无其他规定,DPA不合格则检验批质量保证结论为不合格,但当 DPA的可筛选项目出现不合格时,应对该批次进行100%针对性筛选,筛选合格后可用 5.4.3DPA替代性试验 若同规格、批次器件进行过CA且结论可用,且CA已经覆盖DPA的试验项目,则可不再进 行DPA 5.5筛选试验 5.5.1筛选批次 每检验批均应100%进行筛选试验 5.5.2筛选试验项目和方法 筛选试验项目和方法要求如下 可按器件类型,封装形式,参照附录B.附录C确定试验等级,筛选试验的项目、方法和条件 a 对器件具有破坏性的试验项目不应列为筛选项目,筛选试验所施加的应力不能超过器件手册 b 规定的额定应力 老炼试验设计参照附录D进行 5.5.3筛选允许不合格品数(PDA) 筛选批次关键项目应设置PDA,参照附录B附录C的试验等级1级3级进行选择 若不合格品 数超过PDA,则检验批质量保证结论为不合格 5.5.4筛选替代性试验 替代性试验要求如下 若能证明在供应方已进行某项试验,且应力条件足够,可不重复进行; aa 对于超大规模集成电路(VI.SI,混合电路和cCD,当电测试因测试程序或产品复杂性而不可 b 行时,可转移到使用步骤.如功能测试或编程阶段 若不进行器件级测试和老炼试验,使用单位应结合实际使用状态,进行针对性的板级或单机级 测试和老炼试验,并结合整机方案进行风险评估,采取相应质量保证措施 5.6鉴定试验 5.6.1鉴定批次 应按检验批抽样进行鉴定试验 5.6.2鉴定试验样本,试验项目和方法 试验样本试验项目和方法要求如下 应从筛选合格的同批次cOTS器件中随机抽样规定数量器件,实施用于批接收的鉴定试验 a b 应按器件类型,分析COTS器件已进行过的可靠性试验与宇航任务需求之间的差异,参照 附录B、附录C的试验等级1级3级进行选择,确定鉴定试验的项目和条件;
GB/T41040一202 鉴定试验所施加的应力一般不应超过器件手册规定的额定应力 5.6.3鉴定允许不合格品数(PDA 鉴定批次PDA为0. 5.6.4鉴定替代性试验 替代性试验要求如下: a 若能证明同批次器件的某项试验项目或试验项目组合已在生产厂鉴定,批接收,质量一致性检 验等试验中进行,且应力条件足够,可不重复进行 b 必要时,使用单位应结合实际使用状态,进行针对性的板级或单机级测试和寿命试验,并结合 整机方案进行风险控制,采取相应替代性质量保证措施 5.7质量保证结论确定 应根据分析筛选试验、鉴定试验的结果，以及评价试验中已获取的性能试验、可靠性数据,判断 coTs器件是否满足宇航任务应用需求,确定质量保证结论,并给出应用控制建议 5.8应用控制 5.8.1不一致控制 CoTs器件质量保证及宇航任务使用过程中出现任何管理,技术的不符合问题,都应记录、上报、处 理,建立不符合问题的闭环处理流程 如:coTs器件保证和使用过程中出现失效时,应按宇航任务要 求进行失效分析,应给出器件失效的原因和性质,并开展技术归零工作 5.8.2应用设计 应采用冗余设计、热设计、容差设计,最坏境况分析等可靠性设计方法,在宇航任务中适当应用 CoTS器件,适当控制装联和使用过程的应力,防止使用过程环境过应力和器件失效传递的应力 5.8.3额定应力 应合理使用coTs器件,确保其应用可靠性,防止使用过程自然和环境导致的应力,防止失效传递 导致的应力 即使coTs器件已经进行了超额应力试验分析,仍建议在原有的额定应力范围内使用 5.8.4降额 cOTS器件降额包括可靠性降额和功能降额 可靠性降额主要针对工作条件进行降额,如温度、功率、电压、输出负载条件等 a b)功能降额一般为工作频率,而不是典型功能,可依据生产厂的规定对所用功能进行限制 5.8.5抗辐射加固 cOTS器件应用时,应按照抗辐射能力评价结果和宇航任务要求,进行抗辐射加固
GB/41040一2021 录 附 A 资料性 coIs器件的试验等级和宇航任务应用 推荐的cOTS器件的试验等级和其应用的典型宇航任务见表A.1 表A.1推荐的coIs器件的试验等级和其应用的典型宇航任务 试验等级 质量成本 应用风险 典型应用 最高 1级 低 卫星平台 卫星平台,运载火箭或关键地面支持设备 2级 高 中 中 高 试验卫星、非关键卫星,运载火箭,关键地面支持设备 3级 4级" 最高 非关键卫星、非关键地面支持设备,立方星,演示样机等 低 对于试验等级4级,可不进行筛选试验和鉴定试验,但建议进行电性能测试
GB/T41040一2021 附 录 B 资料性) 典型coIs器件筛选和鉴定试验(集成电路) B.1典型密封集成电路的筛选和鉴定试验 B.1.1典型密封集成电路的筛选 典型密封集成电路筛选试验方法和要求见表B.1 表B.1典型密封集成电路筛选试验方法和要求 试验等级 序号 检验/试验 试验方法 1级 2级 3级 外部目检 GB/T4937.3 温度循环 JESD22-Al04 M.STD883,方法20o7 恒定加速度" PIND" MsSTD883,方法2020 X射线检查 MILSTD883,方法2012 编序列号 初始电参数测试" 老炼".lR小" MIL-STD883,方法1015 终点电参数测试 10 计算A值 5% 10% 20% 不合格品率计算 密封 MIl.STD883,方法1014 12 a 细检 b) 粗检 GB/T4937.3 外部目检 注1，如果生产厂进行的试验条件不低于表中的规定,这些试验不必重复进行 注2;“、”表示该项试验应进行,"-"表示该项试验可不进行 也可按照MILSTD883方法5004确定具体条件 ,则不必重复进行 如果生产厂已经进行！ PIND. X射线检查可在PIND试验后任意顺序进行,表贴封装器件只进行Y方向检查 除了对器件进行功能和电参数测试之外,应考虑Ia、热阻、输出噪声等参数测试;允许时可进行板级测试 对 -次可编程只读存储器(PROM)和可编程逻辑器件/阵列(PLD/PLA)等类似结构的器件,应考虑在编程后 进行测试,并进行后续的老炼试验等项目;即使生产厂已经进行了编程前的老炼 选择合适的温度和偏置,确保试验的有效性和合理性 老炼试验可能包含静态老炼和动态老炼 老炼试验温度 规定的最高工作温度,结温不能超过生产厂规定的绝对最大值 股为生产 止破坏引脚焊装可靠性,老炼试验时间一般不应超过96h,可结合宇航任务应用 封装的器件,为防止 时的相关试验对老炼试验应力进行补充 按规定的室温、最高和最低温度测量电参数和功能 值按器件规范的规定,或者根据器件的设计和结构特点,考虑宇航任务的实际需求后分析确定 每次老炼试 验后均应测试A参数并计算A值;值失效超过10%时，一般进行工程评估 计算所有老炼过程的失效 10
GB/41040一2021 B.1.2典型密封集成电路的鉴定 典型密封集成电路鉴定试验方法和要求见表B.2 表B.2典型密封集成电路的鉴定试验方法和要求 试验等级 试验分组 试验方法 1级 2级 3级 MmL.sD883,方法201s5 分组1 标志耐久性 B组 分组2 可焊性 JESD22-B102 寿命试验" MIlST883,方法1005 C组 电参数测试 GB/T4937.14 引线牢固性 分组2 密封含细检、粗检 MIlSTD883,方法1014 热冲击 GB/T4937.11 温度循环 JEsD22-A104 分组3 耐湿 Ml.STD883,方法1004 密封 MIlST883,方法1014 机械冲击 MIl.STD883,方法2002 D组" 扫频振动 Ml.STD883,方法2007 恒定加速度 MIlSTD883,方法2001 分组4 密封(含细检、粗检 MIlSTD883,方法1014 GB/T4937.3 外部目检 终点电测试 分组5 引线涂覆附着力 MILSTD883,方法2025 玻璃熔封盖板的扭矩试验 分组6 Mll.STD-883,方法2024 注;“、/”表示该项试验应进行,"-"表示该项试验可不进行 对于试验等级3级,鉴定试验可不进行,但建议进行寿命试验 可采用电参数不合格的样品 寿命试验条件原则上应与筛选试验中的老炼试验相同 D组检验样品可以共用,但应关注因试验应力叠加带来的风险 B.2典型非密封集成电路筛选和鉴定试验 B.2.1典型非密封集成电路筛选 典型非密封集成电路筛选试验方法和要求见表B.3 11
GB/T41040一2021 表B.3典型非密封集成电路筛选试验方法和要求 试验等级 序号 试验项目 试验方法 1级 2级 3级 GB/T4937.3 外部目检" 编号" 温度循环 JESD22-Al04 20次 20次 20次 X射线检查" MISTD883,方法2012 CSAM IPC/JEDECJSTD-035 室温电测试 工程评估" 72h 72 72h 静态老炼试验" ML.STD883,方法1015 室温电测试 0 计算4值 1 动态老炼" MIL-ST883,方法l015 12 室温电测试 计算A值 13 14 不合格品率计算 A为5%A为10%D为10% 15 低温电测试 16 高温电测试 17 外部目检 GB/T4937.3 注;“/”表示该项试验应进行,“”表示该项试验可不进行 外部目检与编号宜一起进行,以减少对器件操作的次数 要求对器件进行静电防护保护,以及防潮保护 为减少操作步骤,只要求对顶视面进行x射线检查 重点是内引线扫描检查 根据器件缺陷的情况,确定对 另 面检查的必要性 除了对器件进行功能和电参数测试之外,应考虑Ia、热阻、输出噪声等参数测试;允许时可进行板级测试 对失效器件(参数或损坏),应记录其失效模式 对于一次可编程只读存储器(PRoMD)和可编程逻辑器件/阵列 PLA)等类似结构的器件,应考虑在编程后进行测试,并进行后续的老炼试验等项目;即使生产厂已经进 -6进行工程评估 如果C-SAM试验不合格率超过10%,应对该批次器件进行力和热特性评估,或 大多数批量生产塑封器件的生产厂已经进行了参数一致性控制,因此.若初始电参数渊试不合 者更换批次 格品率较高时,说明该批次器件质量不受控,或者测试本身存在问题;应进行评估,确定是否更换批次 洗择 适的温度和偏置,确保试验的有效性和合理性 老炼试验温度应为生产厂规定的最高工作温度,结温 规定的绝对最大值;并考虑T，的温度 对于BGA封装的器件,为防止破坏引脚焊装可靠性， 般不应超过96h,可结合宇航任务应用时的相关试验对老炼试验应力进行补充,也可根据宇 老炼试验时间 航任务需求进行适当调整 A值按器件规范的规定,或者根据器件的设计和结构特点,考虑宇航任务的实际需求后分析确定 每次老炼试 验后均应测试参数并计算值;值失效超过10%时,应进行工程评估 对于处于稳态状态工作的器件不要求进行动态老炼试验,如基准电源,温度传感器等 12
GB/41040一2021 B.2.2典型非密封集成电路的鉴定 典型非密封集成电路鉴定试验方法和要求见表B.4 表B.4典型非密封集成电路鉴定试验方法和要求 试验等级 序号 试验项目 子分组 试验方法 3级 1级 2级 GB/T4937.3 32(o) 32(o 17oy 外部目检 cSAM IPC/JEDECJSTD035 22(0) 22(0 湿热 JESD22-A113 32(0) 32(0) 17(0) 表面封装器件的模拟 预处理 JESD22-A113 32(0) 32(0 17(o) 回流媒接 插装器件的耐媒接热 17(0 JESD22-Bl06 32(0 32(0 32(o 17oy 电参数测试 32(0 高温寿命试验,最高 MIl.STD883,方法1005 22(0) 22(0) 10(0) 工作温度 寿命试验 电参数测试 22(0) 22(0) 10(o) 温度循环 JESD22-A104 22(0) 22(0 10(o) 温度循环 电参数测试 22(0) 22(0) 10(0 C-SAM IPC/JEDECJ-STD035 22(0) 22(0 加偏压HAsT JESD22-A110 10(0 HAsT JESD22-Al18 10(o 7(0) 不加偏压HAST 10(o 电参数测试 7(0) 注1，所有的器件应从筛选批中选择 注2:32(0)表示样品数(允许不合格品数. 注3: -"表示该项试验可不进行 应确保不能超过最高结温 温度循环分组利用寿命试验分组样品的原因仅考虑经济原因,也可另外选取样晶;抽样数也可根据宇航任务 要求,但最低不能少于5只 温度循环的次数也可根据实际情况确定 为了检查是否因温度循环或回流媒而引起了失效,与序号2的CsAM进行比较 13
GB/T41040一2021 录 附 C 资料性 典型coIs器件筛选和鉴定试验(密封分立器件) 典型密封分立器件筛选试验方法和要求见表c.1,鉴定试验方法和要求见表c.2 表c.1典型密封分立器件筛选试验方法和要求 试验等级 序号 试验项目 试验方法 级 2级 3级 外部目检 GB/T4937.3 温度循环 JEsD22- Al04 恒定加速度 MLSTD750,方法2006 PIND MIISTD-750,方法2052 编序列号 初始电测试 高温反偏" JESD22-A108 中间电测试 功率老炼" JESD22-Al08 终点电测试" 10 11 计算值 12 不合格品率计算" 5% 10% 20% 密封 MIl-STD750,方法1071 a 细检 b 粗检 x射线检查 ML-STD750,方法2076 15 外部目检 GB/T4937.3 注1，如果生产厂进行的试验条件不低于表中的规定,这些试验不必重复进行 注2;“、"表示该项试验应进行,""表示该项试验可不进行 在生产厂规定的最高工作温度下老化,可能低于125C 按规定的室温,最高和最低温度下测试电参数和功能 计算所有高温反偏和功率老炼过程的失效 14
GB/41040一2021 表c.2典型密封分立器件鉴定试验方法和要求 试验等级 试验分组 试验方法 2 级 1级 3级 JESD22-B102 可焊性 1分组 标志耐久性 Ml.-STD-750,方法1022 内部目检 MI-STD-750,方法2075 SEM MISTD-750,方法2077 2分组 键合强度 MILSTD-750,方法2037 芯片粘附强度 MILSTD-750,方法2017 间歇工作寿命 MSTD750,方法1037或1042 3分组 电测试 加速稳态工作寿命 MILSTD750,方法1027或1042 4分组 电测试 稳态工作寿命 MIL-STD-750,方法1026或1042 5分组 电测试 注:“、”表示该项试验应进行,“一”表示该项试验可不进行 15
GB/T41040一2021 附 录 D 资料性) 老炼试验设计注意事项 老炼试验是筛选试验的重要项目之一,目的是剔除早期失效,但是大多数coTs器件在出厂前未 进行老炼试验,因此,需注意 在筛选试验中,老炼试验原则上宜对全部器件进行 a b 试验设计应考虑老炼有效性 器件老炼试验设计可参考JEP163的规定,建议包含 原理框图设计,含试验偏置; 22 电路图和板图设计,明确需采用的外围元器件; 3 试验温度设计,如结温控制; 仪器设备和连线图设计; 4 6 可编程逻辑器件工作状态设计,如采用典型功能; 77 在线监测设计,如器件的典型功能和参数 试验设计应考虑时间应力、温度应力和电应力等因素,并防止对器件造成损伤,如 结温不能超过器件手册规定的绝对最大值 2 避免电源或信号可能产生的瞬时大功率对器件的损坏 33 采取充氮保护等措施,防止器件管脚氧化 老炼试验后电参数的漂移可能与器件的使用可靠性有关,应根据老炼试验后关键电参数的变 d 化情况判断是否满足使用要求 -般设计专用老炼试验板进行器件级老炼试验 如果器件的封装形式不适合,或封装复杂无 法实施时,可考虑采取板级老炼试验的方式;宇航任务允许时,可采用正样板状态进行板级老 炼试验;但应注意板级老炼试验并不能完全取代器件级老炼试验,存在老炼有效性风险 16
GB/41040一2021 参 考文献 GB/T4937.3半导体器件机械和气候试验方法第3部分:外部目检 [[2]GB/T4937.11半导体器件机械和气候试验方法第1l部分;快速温度变化双液槽法 [3 GB/T4937.14 半导体器件机械和气候试验方法第14部分:引出端强度(引线牢固性 [门 ISO9001 Quality managementsystems一Re equirements [57 JESD22-B102Solderability JESD22-A104 Temperaturecycling [[6 JESD22-B106Resistancetosoldershockforthrough-holemounteddevices [87 JESD22-A108 emperaturebiasandoperatinglife [9] JESD22-Al10 Highlyaccelerated andhumiditystresstest(HAST priortoreliabilitytesting devieespt [101JESD22-Al13 PrecOndt1Oning nOn-hermeticSurlacemOunt 11JESD22-Al18 unbiasedHAST Acceleratedmoisture 12]IPC/JEDECJ-STD-035 Acousticmieroscopyfornon-hermeticencapsulatedelectroniccompo nents [[13]MILSTD-883Testmethodstandardmieroeireuits [14]MmLSTD750Testmethodstandard,esmehodsforsemiconduetordevicees 15]NAsA-STD8739.10Electrieal,electronic,andelectromechanicalEEE)partsassurancestandard [16]NAsAMSFCSTD3012AElectriceal,electronice,andelectromechanieal(EEE)partsman agementandcontrolrequirementandcontrolrequirementsforMSFCspaceflighthardware [17 NASA/TP2003-212242GSFCEEE-INST-002InstructionsforEEEpartsselection,screening qualification,andderating ECssQsT60C 18 Rev.2SpaceproductassuranceElectrical,electronicandelectromechanical EEE)components [19]ECSS-Q-sT-60-13CSpaceproduetassuranceCommereialelectriceal,electronicandelectro- meechanical(EEE)components ANsI/GEIA933-BRequirementsforacOTsAssemblyManagementPlan [20 [[21]JEP163SeleetionofBurn-In/LifeTestConditionsandCriticalParametersforQM1Mi crocircuits

宇航用商业现货（COTS）半导体器件质量保证要求GB/T41040-2021：专业人士必读

随着航天技术的不断发展，商业现货（COTS）半导体器件在宇航领域中的应用越来越广泛。然而，由于这些器件并非专门设计和生产用于宇航领域，其质量问题也经常成为制约宇航工程可靠性的重要因素之一。为规范商业现货（COTS）半导体器件在宇航领域应用的质量要求，国家标准化管理委员会制定了《宇航用商业现货（COTS）半导体器件质量保证要求GB/T41040-2021》。

该标准主要包括：商业现货（COTS）半导体器件质量保证的基本要求、技术要求和测试方法、质量控制和评价等方面。其中，基本要求部分阐述了商业现货（COTS）半导体器件质量保证的基本概念和定义、应用范围和对象等；技术要求和测试方法部分介绍了商业现货（COTS）半导体器件质量保证的技术要求和测试方法，并详细阐述了各项技术指标的测试方法和要求；质量控制和评价部分则着重介绍如何进行质量控制和质量评估。

《宇航用商业现货（COTS）半导体器件质量保证要求GB/T41040-2021》对于提高商业现货（COTS）半导体器件在宇航领域中的可靠性具有重要意义。因此，相关专业人士需要充分理解和掌握该标准的内容，并在实际工作中加以运用。

总之，《宇航用商业现货（COTS）半导体器件质量保证要求GB/T41040-2021》是一份非常重要的标准文件，对于提高商业现货（COTS）半导体器件在宇航领域中的可靠性具有重要意义。希望相关专业人士能够认真学习和应用，不断提升自身的技术水平和工作质量。

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