臺灣博碩士論文加值系統

良好的品質是每個製造 商所追求的 目標，如能運用 測試 方式提早剔除不
良元件， 避免 客戶使用 這些元件 製造其產品，將能有效避免更大的經濟損失。
隨著二極體元件持續以輕薄短小為開發趨勢，元件測試也相對變得更為重要。
出貨前的 室 溫 電性測試，已不能滿足 使用者對品質的要求，因此元件製造商
將開發加熱方式進行測試 。 實際的 二極體 元件於順向偏壓時有壓降和於逆向
偏壓時存在漏電流，而 元件製 造商不斷在工藝及製程提升，得以降低順向壓
降及逆向漏電流。如一般蕭特基元件雖然 比 pn接 面二極體較低的順偏電壓
但因其金屬能障結構使其漏電流較大，因此發展出較新的 溝槽式 MOS(Metal Oxide Semiconductor)結構能障蕭特基二極體。 本論文利用焦耳熱效應開發快
速且有效的 元件加熱 測試，且利用統計方式排除可能的異常元件產品。利用
順向導通時 接面流過大量的電流，因此 產生焦耳熱反應 使得接面升溫和加劇
產品的些微裂損，並隨即測試其在逆向偏壓的漏電流，可以有效地 將風險元
件區分出來 。實驗總共測試兩批產品 (分別為 2296和 2802個樣品 )，其數據
均呈現 常態分佈 第一批之平均值為 0.5232  A 和標準差為 0.1128  A 第二
批之平均值為 0.5673  A 和標準差為 0.1239  A 。 其不良率分別為 不良率為
1.09 %和 0.54 %。 此測試方法主要在找出缺陷的元件及製程的問題，故 也使
用統計分析及製程管制方法將風險品剔除，用失效分析方式發覺元件缺陷所
在，以提供產品及製程改善依據。

High quality is the goal for every manufacturer. If manufacturers can use the test method to eliminate defective components early, their customers can avoid using these components to manufacture products, which will effectively avoid greater economic losses. Following the development trend of compact size for diodes, component testing has become relatively more important. Electrical testing at room temperature can no longer meet the quality requirements for customers. Therefore, component manufacturers will develop heating methods for testing. A practical diode device has a voltage drop under forward bias and a leakage current under reverse bias. Component manufacturers continue to improve their processes to reduce forward voltage drop and reverse leakage current. In this thesis, Joule heating effect is used to develop fast and effective component heating test, and statistical methods are used to exclude possible abnormal component products. A large current flows through the junction under forward bias, so the Joule heating increases the junction temperature and exacerbate some micro cracking in the product. After that, the leakage current under reverse bias can effectively distinguish the risk component s. The data of the two batches of tested products (2296 and 2802 samples respectively) showed a normal distribution. The average value of the first batch was 0.5232 uA and the standard deviation was 0.1128 uA, and the average value of the second batch was
0.5673 uA and the standard deviation was 0.1239 uA. The defect rates are 1.09% and 0.54%, respectively. This test method is mainly to find the defective component s and the process problems. Therefore, statistical analysis and process control methods are also used to eliminate risky products, and failure analysis is used to detect component defects to provide a basis for product and process improvement.

目錄
中文摘要 I
英文摘要 II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 V
表目錄 VI
第一章
緒論 1
1 1 前言 1
1 2 動機與目的 1
1 3 論文架構說明 2
第二章
文獻回顧與理論 4
2 1 焦耳熱 簡介 4
2 2 二極體 簡介 4
2 2 1 二極體原理 4
2 2 2 二極體電性特性 10
2 3 二極體封裝製程簡介 13
2 3 1 二極體封裝製程流程簡介 13
2 3 2 晶粒裝著 製程類別 簡介 14
2 3 3 銲線種類及比較 15
2 4 蕭特基二極體 16
2 4 1 蕭特基二極體簡介 16
2 4 2 蕭特基二極體種類簡介 19
2 5 可靠度試驗 簡介 22
2 5 1 高溫反向偏壓 試驗簡介 22
2 5 2 浪湧電流 試驗簡介 24
2 6 常態分配 29
2 7 製程管制 31
2 8 浴缸曲線簡介 32
第三章
實驗 方法 與 步驟 34
3 1 實驗敘述與流程說明 34
3 2 測試參數設定及說明 35
3 2 1 反向電流對溫度曲線量測方法說明 35
3 2 2 反向電流對時間及電流曲線量測方法說明 35
3 2 3 正向浪湧電流驗證方法說明 36
3 2 4 元件熱測反向電流驗證說明 38
3 3 失效分析工具 40
3 3 1 X射線非破壞穿透式檢測設備 40
3 3 2 光學顯微鏡 40
3 3 3 掃描式電子顯微鏡 40
第四章
結果與 討論 41
4 1 反向電壓規格 200 V元件篩選測試 41
4 1 1 元件反向電流對溫度曲線量測實驗 41
4 1 2 元件正向浪湧電流極限驗證實驗 41
4 1 3 反向電壓 規格 200 V元件進行元件篩選測試 42
4 2 反向電壓 規格 200 V元件失效分析 43
4 2 1 X射線非破壞穿透式檢測實驗 44
4 2 2 去除膠體及導線架 45
4 2 3 光學顯微鏡檢測實驗 45
4 2 4 掃描式電子顯微鏡檢測實驗 46
4 3 反向電壓 規格 200 V元件第二次篩選測試 48
4 4 統計方法之應用 48
4 4 1 直方圖與常態性檢定 48
4 4 2 盒鬚圖 51
4 4 3 反向電流 驗證資料依倍率表示 52
4 4 4 製程管制規格設定 54
4 4 5 第二次測試 反向電壓 規格 200 V蕭特基元件統計分析 54
4 5 可靠度之 高溫反向偏壓 測試 55
4 5 1 可靠度 168小 時 高溫反向偏壓 驗證 56
4 5 2 可靠度 1000小 時 高溫反向偏壓 驗證 57
第五章
結果討論與未來展望 58
5 1 結果討論 58
5 2 未來展望 59
參考文獻 60

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