品魁TRIO-TECH 恒定加速离心机：半导体器件稳态加速度可靠性试验

　　半导体器件在封装、运输和服役中会承受机械应力，芯片内部键合引线、基板焊点若存在结构缺陷，容易在高应力下断裂脱开。上海品魁机电作为美国 Trio-Tech 恒定加速离心机授权代理商，长期为国内半导体封测厂、混合电路生产线及第三方鉴定实验室提供设备配套，依托该类设备 25 年无伤害事故、服务全球主要半导体机构的经验，本文介绍稳态加速度可靠性试验的相关内容。

　　一、稳态加速度试验的原理与目的

　　恒定加速离心机通过转子高速旋转产生恒定的离心力，为被测器件施加沿单一方向的稳态加速度，单位以 g 表示。与冲击、振动等动态试验不同，这一试验施加的是持续、稳定的惯性载荷，用来考核器件内部结构能否承受规定的机械应力。

　　在持续高 g 载荷下，存在键合引线松动、芯片粘接不良、基板层间结合不足等缺陷的样品会提前暴露问题，而结构完好的器件则保持正常。试验既可用于器件出厂前的筛选，也可用于设计定型阶段的可靠性鉴定，测试程序满足标准对 X、Y、Z 三个方向的考核要求。

　　二、设备的核心结构

　　恒定加速离心机的核心是套筒轴主轴组件，转子绕自身质量中心旋转，而不是绕几何中心旋转，主轴在工作中形成轻微的 S 形弯曲，从而降低振动水平、延长轴承寿命，并支持更高的 g 值。

　　以 Trio-Tech CENTRISAFE 系列为例，C-103-006 与 C-103-003 两款机型转速范围均为 0~19000 转 / 分，g 值范围 0~40000g，转子和夹具被双层钢质外壳包围，配合安全盖，具备互锁、报警等五项标准安全功能。腔体由 8cfm 直驱真空泵抽真空，使加减速过程更平稳。

　　三、试验流程与参数设置

　　操作时，在触摸屏上输入旋转半径和目标 g 值，系统自动计算并显示对应转速，转速设定值、实际转速、g 值和驻留时间全程实时显示。

　　参数设置的核心是三项：一是加速度 g 值，需按照器件执行的标准确定;二是驻留时间，即达到目标 g 值后保持载荷的时长;三是试验方向，每个方向都需按规定时间完成考核。高扭矩电机可实现约 2.5 分钟完成一个循环，支持设备连续运行，满足批量筛选的节拍要求。

　　四、适用器件与适用边界

　　设备配套的转子与夹具配置超过 2500 种，可容纳二极管、晶体管、集成电路以及混合电路等不同封装形态，DIP、TO 封装等器件均可通过对应夹具完成测试。

　　需要注意的是，稳态加速度试验考核的是恒定惯性载荷，无法替代冲击、随机振动等动态机械试验;对于质量过大或形状特殊、无法匹配现有夹具的样品，需要定制夹具后方可开展试验。试验中若样品在夹具内发生位移，所得数据需重新验证。

　　结语

　　总的来说，恒定加速离心机用持续稳定的离心载荷，快速暴露半导体器件内部键合、粘接与装配环节的机械缺陷，是器件可靠性鉴定和筛选的重要设备。开展试验时，按器件封装形式选择对应夹具，按标准确定 g 值、驻留时间和试验方向，才能获得有效可比的试验数据。