光模塊封裝工藝簡(jiǎn)介（一）

  既然是簡(jiǎn)介，所以?xún)?nèi)容寫(xiě)得很基礎(chǔ)，屬于入門(mén)級(jí)的，文中的圖片全部都是從網(wǎng)上找的。

  1.引言

       光模塊按照部件可以分為芯片、光器件、光模塊三個(gè)層級(jí);按照應(yīng)用領(lǐng)域大概可分為電信應(yīng)用、數(shù)通應(yīng)用兩個(gè)領(lǐng)域;按照內(nèi)部器件的封裝工藝可分為T(mén)O、Box、COB三大類(lèi)。 但是，無(wú)論是哪種類(lèi)型的光模塊，其生產(chǎn)工藝基本上可以分為封裝、測(cè)試兩大塊。

  那什么叫做器件封裝呢?我的理解器件封裝就是利用膠水、焊料、機(jī)械、熱量等手段把器件按照一定的先后次序結(jié)合形成一個(gè)整體的過(guò)程，就好像早上吃的煎餅，把面粉、雞蛋、脆餅、烤腸、蔥花等這些“器件”，按照一定的順序，通過(guò)食用油、甜面醬、加熱、卷起來(lái)等手段結(jié)合到一起，形成了美味的煎餅。在煎餅制作之前，蛋就是蛋，面就是面，但是在煎餅完成制作后，蛋和面形成了一個(gè)整體，不能再區(qū)分。

  那什么叫器件測(cè)試呢?其實(shí)就是評(píng)估封裝好的器件性能，嘗一口煎餅，看看是太咸了，還是太甜了。當(dāng)然實(shí)際的器件測(cè)試遠(yuǎn)比這個(gè)要復(fù)雜，不過(guò)好在本文只談工藝，不談測(cè)試。

  下面的圖片給出了光模塊生產(chǎn)工藝的幾個(gè)關(guān)鍵工序，其中貼片、打線、芯片老化這3個(gè)工序在半導(dǎo)體芯片后段制程中也有，網(wǎng)上能找到非常多的資料，后面4個(gè)則是由光學(xué)特性帶來(lái)的，資料相對(duì)來(lái)說(shuō)少些。

圖1 光模塊生產(chǎn)工藝的幾個(gè)關(guān)鍵工序

  2.1貼片簡(jiǎn)介

  貼片，顧名思義，就是將片狀的器件貼到某個(gè)地方。片狀器件有光電芯片，比如激光器、光電二極管(PD/APD)、激光器驅(qū)動(dòng)電芯片之類(lèi)的。它們從大類(lèi)上都屬于半導(dǎo)體裸片器件，裸片的英文名叫做die，因此貼片在行業(yè)內(nèi)也被稱(chēng)作die attach或die bonding。器件被貼到的地方叫做載體，英文名叫carrier，光器件貼片的載體比較多，比如PCBA的裸銅、可伐合金、AlN氮化鋁陶瓷基板、鎢銅等。數(shù)通領(lǐng)域大名鼎鼎的COB(chip on broad)封裝就是使用PCBA的裸銅作為載體。

  貼片可以分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種，手動(dòng)貼片是上世紀(jì)的工藝，目前行業(yè)內(nèi)的貼片都已經(jīng)全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化了。一般貼電芯片的精度低些，貼光芯片的精度高些。

  如果我們湊近去看貼片機(jī)的內(nèi)部，能看得到的有上料盒、吸嘴、點(diǎn)膠裝置、攝像頭、照明燈，另外就是一大堆的傳動(dòng)馬達(dá)機(jī)械裝置了。

  貼片的過(guò)程充滿了科技感，有種看CCTV新聞聯(lián)播的感覺(jué)在，整體過(guò)程分為上料、轉(zhuǎn)運(yùn)、貼裝、下料4個(gè)步驟。

  上料盒一般有Blue tape藍(lán)膜盒(上面一般粘LD、PD以及微小載體)、Waffle-PACK(有一個(gè)個(gè)凹陷的方格子，一般是TIA、Driver電芯片的來(lái)料包裝)和GEL-PACK自吸盒(上面一般粘LD、PD以及微小載體)3種。由于貼片設(shè)備上料槽位規(guī)格的限制，有時(shí)候需要將物料從來(lái)料包裝轉(zhuǎn)移到上料盒中，在大批量生產(chǎn)時(shí)應(yīng)該采用專(zhuān)用自動(dòng)化設(shè)備來(lái)完成轉(zhuǎn)移，但不少?gòu)S家還是會(huì)手動(dòng)用鑷子夾取，鑷子容易劃傷、夾崩芯片， 質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)很大。至于增加外觀目檢、規(guī)范鑷子夾持的手法，這些雖然可以降低風(fēng)險(xiǎn)，但終究是治標(biāo)不治本，尤其是規(guī)范鑷子夾持手法，反正我是不相信有效的。

  吸嘴要根據(jù)芯片尺寸來(lái)定制，負(fù)責(zé)從上料盒中吸取芯片后搬運(yùn)到指定位置，點(diǎn)膠頭在載體上擠出一坨膠水，然后吸嘴扶著芯片對(duì)準(zhǔn)位置，啪的往下一懟，就完成了。有的工藝路線中，會(huì)先把芯片轉(zhuǎn)移到中轉(zhuǎn)平臺(tái)上，提前預(yù)熱芯片或者是調(diào)整芯片的位置，然后再進(jìn)行貼裝。

  傳統(tǒng)的工藝是用點(diǎn)膠機(jī)通過(guò)空氣壓力擠出膠水，膠量大小精度比較難控制，載體上面寸土寸金，膠量多了就會(huì)影響到別的器件。為了克服這個(gè)問(wèn)題，產(chǎn)生了另一種工藝路線，不用點(diǎn)膠機(jī)，將膠棒或者芯片底部放到膠池里蘸一下，再貼到載體上，但是這個(gè)工藝也存在一個(gè)問(wèn)題，就是膠棒或者芯片從膠池移動(dòng)到載體的過(guò)程中，如果移動(dòng)速度過(guò)快，容易將膠水甩到別的地方，造成污染甚至短路。

  攝像頭和照明燈的作用是為了讓給芯片找到貼片位置，高精度的貼片都是采用機(jī)器視覺(jué)結(jié)合載體上的mark點(diǎn)進(jìn)行定位的。

  所以，貼片的工藝要求是很高的，膠量要控制住，速度要控制住，位置更要控制住，真的挺難的。核心競(jìng)爭(zhēng)力是驚人的控制力，該快的時(shí)候快，該慢的時(shí)候慢，該對(duì)準(zhǔn)的時(shí)候?qū)?zhǔn)，該出膠的時(shí)候出膠，膠的位置還得控制準(zhǔn)確，不能甩到別的地方。

  2.2導(dǎo)電銀漿和共晶焊

  在光通信行業(yè)，最常見(jiàn)的貼片粘接方式有共晶焊、導(dǎo)電銀漿兩種。

  導(dǎo)電銀漿也被叫做銀膠，工藝簡(jiǎn)單、成本低、使用范圍最大，比如低速模塊里的光芯片、面積比較大的TIA/Driver電芯片基本上都是用的銀膠粘接。銀膠工藝的一個(gè)特點(diǎn)就是快，TO同軸封裝的自動(dòng)貼片機(jī)速度尤其快，半秒貼一個(gè)。貼完片后需要加熱使銀膠固化，溫度在100℃左右，固化時(shí)間幾個(gè)小時(shí)，批量放進(jìn)溫箱固化，效率非常高。

  共晶焊要提前將焊料弄到載體上，所以貼片過(guò)程中是看不到點(diǎn)膠動(dòng)作的。

  常用的是金錫焊料Au80Sn20(重量比80:20)，厚度在3-5um，怎么把焊料弄到載體上呢?一般采用蒸發(fā)或?yàn)R射工藝，光聽(tīng)這個(gè)名字，應(yīng)該就能猜到共晶焊的最大特點(diǎn)是“貴”!

  另外共晶焊過(guò)程中需要對(duì)焊料進(jìn)行加熱，冷卻過(guò)程中金和錫兩種金屬在同一個(gè)溫度(278℃)結(jié)晶，這就是共晶焊的由來(lái)，具體的知識(shí)可以自行搜索“金錫二元相圖”，我在這邊就不詳細(xì)展開(kāi)了。共晶焊要加熱要降溫，整個(gè)過(guò)程大概要十幾秒，非常耗時(shí)間。

  共晶焊有這么多缺點(diǎn)，那為什么還要用它呢?我們知道，隨著傳輸速率提高，器件對(duì)散熱和高頻信號(hào)衰減的要求也越來(lái)越高，導(dǎo)電銀漿電阻大，會(huì)對(duì)高頻信號(hào)產(chǎn)生衰減，而金錫共晶焊是純金屬材料，電阻很小;共晶焊的導(dǎo)熱性也優(yōu)于導(dǎo)電銀漿，剪切力可靠性也更好些。這些優(yōu)點(diǎn)使共晶焊有了用武之地，目前行業(yè)內(nèi)25G速率及以上的DFB激光器都是使用共晶焊工藝貼裝的，其實(shí)看下來(lái)也能就在貼裝激光器上用一用吧，畢竟效率太低了。

  兩者的具體區(qū)別我放到下表中了，供大家參考

  2.3貼片的可靠性

  如何來(lái)評(píng)估貼片的可靠性?

  從外觀上，一般會(huì)在顯微鏡下觀察溢膠情況，比如要求至少有三邊溢膠。暴力的評(píng)價(jià)手段是用專(zhuān)用設(shè)備上的劈刀直接在芯片側(cè)面施加推力，測(cè)量將芯片推下來(lái)需要的最小用力，同時(shí)觀察載體上的芯片殘留情況，叫做剪切力測(cè)試，標(biāo)準(zhǔn)方面行業(yè)內(nèi)一般參考美軍標(biāo)MIL-STD-883 Method 2019 (DIE SHEAR STRENGTH)。剪切力的測(cè)量設(shè)備我知道的就只有Nordson DAGE這款，似乎已經(jīng)形成壟斷了，下圖是剪切力測(cè)試的示意圖和Nordson DAGE設(shè)備的靚照。

  如果貼片沒(méi)貼好，會(huì)發(fā)生什么問(wèn)題呢?我想大概率是芯片直接掉下來(lái)吧。因?yàn)橘N裝的芯片基本都是發(fā)熱大戶(hù)，像是激光器芯片的電光轉(zhuǎn)換率只有30%左右，絕大部分的能量都變成了熱量，所以如果貼片有問(wèn)題，大概率上芯片因?yàn)樯岵涣贾苯咏o燙死了。

  3.打線

       3.1打線簡(jiǎn)介

  引線鍵合，俗稱(chēng)打線，英文名wire bonding，是金屬線在熱、壓力、超聲等能量結(jié)合下的一種電子內(nèi)互聯(lián)技術(shù)。引線鍵合是一種固態(tài)焊接工藝，鍵合過(guò)程中兩種金屬材料(金屬線及焊盤(pán))形成緊密接觸，兩種金屬原子發(fā)生電子共享或原子相互擴(kuò)散，從而使兩種金屬間實(shí)現(xiàn)原子量級(jí)上的鍵合。

  打線按照鍵合能量可以分為熱壓鍵合、超聲鍵合、熱超聲鍵合三種，按照鍵合線的材料分為金絲、鋁絲、銅絲三種。光通信行業(yè)一般只用金絲熱超聲鍵合這一種，這是因?yàn)楣怆娦酒谋砻嫫毡槎紩?huì)鍍金，金的高頻性能好，而熱超聲鍵合的溫度比較低而且速度很快，可靠性更好。

  引線鍵合既要加熱又要給超聲波，所以肯定是要用鍵合設(shè)備的。除了顯示器、顯微鏡和一堆電動(dòng)馬達(dá)裝置外，最核心的部件就是一種叫做劈刀的東西，它負(fù)責(zé)對(duì)金線進(jìn)行放電整形，牽引并形成焊接點(diǎn)。

  引線鍵合的步驟可以大概分為幾個(gè)步驟，第一步設(shè)備對(duì)焊盤(pán)區(qū)域預(yù)加熱，第二步劈刀通過(guò)離子化空氣間隙打火 (Electronic Flame-off，EFO)將金線末端融化形成一個(gè)金球，第三步劈刀下壓到焊盤(pán)上形成第一焊點(diǎn)(通常在芯片表面)，第四步劈刀牽引金線形成線弧，第五步劈刀再次下壓到焊盤(pán)形成第二焊點(diǎn)(通常在引線框架或者基板上)，并折斷金線。更多視頻可以點(diǎn)擊B站視頻https://www.bilibili.com/video/av71868856/

  3.2球焊和楔焊

  根據(jù)劈刀和焊點(diǎn)形狀的不同，又可以分為球焊和楔焊兩種。球焊用的是毛細(xì)管劈刀，顧名思義，焊點(diǎn)是一個(gè)球狀，焊盤(pán)接觸面積大，可靠性好，而且打線速度非?？?，使用場(chǎng)景最多;楔焊用的是楔形劈刀，焊點(diǎn)是方形的，焊盤(pán)接觸面積小，可靠性差，打線速度慢，一般只用于高頻信號(hào)焊盤(pán)之間的打線。

  3.3等離子體清洗

  正如前文所說(shuō)，打線利用的原子和原子之間的結(jié)合，原子之間如果存在其他物質(zhì)，就會(huì)嚴(yán)重影響結(jié)合質(zhì)量。有過(guò)補(bǔ)輪胎經(jīng)驗(yàn)的朋友應(yīng)該知道，在刷膠水之前，師傅一般會(huì)用銼刀把輪胎漏氣部分的塑料表面給磨掉，目的是去除掉比較臟的表面部分，確保膠水的粘接力。類(lèi)似的，在打線前，會(huì)對(duì)器件進(jìn)行等離子體清洗，確保焊盤(pán)優(yōu)秀的可焊性。

  等離子體是由正離子、負(fù)離子和自由電子等帶電粒子和不帶電的中性粒子如激發(fā)態(tài)分子以及自由基組成的部分電離的氣體，由于其正負(fù)電荷總是相等的，所以稱(chēng)為等離子體，是物質(zhì)常見(jiàn)的固體、液體、氣態(tài)以外的第四態(tài)。氣體被激發(fā)成等離子態(tài)有多種方式，如激光、微波、電暈放電、熱電離和弧光放電等。在電子清洗中，主要是低壓氣體輝光等離子體。一些非聚合性無(wú)機(jī)氣體(Ar2、N2、H2和02等)在高頻低壓下被激發(fā)，產(chǎn)生含有離子、激發(fā)態(tài)分子和自由基等多種活性粒子。一般在等離子清洗中，可把活化氣體分為兩類(lèi)：一類(lèi)為惰性氣體的等離子體(如Ar2和N2等);另一類(lèi)為反應(yīng)性氣體的等離子體(如02和H2等)。光通信行業(yè)基本用惰性氣體(如果我沒(méi)記錯(cuò)的話)。

  等離子體清洗機(jī)的模樣見(jiàn)下圖，觀察窗的顏色很有科技感，這是用來(lái)屏蔽工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生紫外線。等離子體清洗的大概原理就是用這些活性粒子(圖中藍(lán)色球)和焊盤(pán)表面的碳?xì)溆袡C(jī)物質(zhì)(圖中黑色球)反應(yīng)，以水汽和CO2的形式脫離表面。水汽和CO2無(wú)毒無(wú)害，不需要做廢氣處理，這也是等離子體清洗的優(yōu)勢(shì)之一。

  如何評(píng)價(jià)等離子體清洗的效果呢?一般在焊盤(pán)表面滴水，然后測(cè)量水滴和焊盤(pán)之間的夾角，水滴角越小(<40度)，說(shuō)明焊盤(pán)活性好，可焊性越好，這和SMT焊接里的焊點(diǎn)潤(rùn)濕角類(lèi)似。需要注意的是，等離子體清洗結(jié)束到打線之間的時(shí)間窗口是有限制的，有研究表明最好是小于4小時(shí)，否則焊盤(pán)表面的活性就會(huì)下降，相當(dāng)于等離子體清洗白洗了。

  3.4 打線的可靠性

  如何來(lái)評(píng)估打線的可靠性?

  破壞性測(cè)試參考美軍標(biāo)MIL-STD-883 Method 2011 Destructive bond pull test和EIA JESD22-B116-1998 Wire Bond Shear Test Method。標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容很長(zhǎng)，具體的參數(shù)在本文中寫(xiě)不下來(lái)，bond pull test的意思就是要用鉤子把金線拉斷，ball shear test的意思就是用劈刀把金球從焊盤(pán)上給推下來(lái)。光模塊廠家在產(chǎn)線開(kāi)班前或者首件制造完成后，會(huì)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行這2個(gè)測(cè)試，以確保當(dāng)天的打線設(shè)備處于正常狀態(tài)。

  外觀目檢上，可以參考參考美軍標(biāo)MIL-STD-883 Method 2010 INTERNAL VISUAL，一般會(huì)關(guān)注金線是否有異常彎曲、金球和焊盤(pán)的重合面積。這些都是比較容易直觀發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，好比去醫(yī)院做個(gè)B超啥的，大毛病一眼就看出來(lái)了。

  但打線不同于貼片，有些潛在性的問(wèn)題潛伏期比較長(zhǎng)往往要等到產(chǎn)品運(yùn)行一段時(shí)間后才會(huì)完全暴露出來(lái)，這是很要命的事情。比如鍵合區(qū)域的臟污會(huì)導(dǎo)致焊盤(pán)脫落，臟污的來(lái)源很多，空氣中飄過(guò)來(lái)的，返工時(shí)帶入的，等離子清洗設(shè)備或者膠水烘烤設(shè)備內(nèi)引入的等等。

  對(duì)于這類(lèi)臟污問(wèn)題，提高目檢顯微鏡倍率是一個(gè)常用閉環(huán)改善手段，MIL-STD-883里對(duì)顯微鏡倍率也有定義，光通信行業(yè)內(nèi)芯片焊盤(pán)的直徑一般都在70um，使用1mil(25um)的金線，但如果考慮到臟污的特征尺寸，最好還是選擇100倍以上的顯微鏡進(jìn)行目檢。只是這樣的顯微鏡比較貴而且檢測(cè)效率比較低，也有行業(yè)內(nèi)很多廠家使用是50倍以下的顯微鏡(顯微鏡的模樣有很大區(qū)別)來(lái)檢查金線外觀。

  對(duì)于TIA、Driver這種多個(gè)焊盤(pán)的電芯片，打線的先后次序也有要求，一般要先打GND，再打VCC，最后打其他的信號(hào)腳。為什么是這個(gè)次序?主要是為了保證電芯片在打線過(guò)程中的靜電釋放，ESD這種東西最麻煩。

  最后，電芯片的焊盤(pán)表面一般是鋁Al，由于Au和Al兩種不同原子擴(kuò)散速率不同，在金屬間化合物IMC界面附近會(huì)形成柯肯達(dá)爾(Kirkendall)空穴，導(dǎo)致焊點(diǎn)分離失效。溫度越高原子擴(kuò)散速度越快，因此產(chǎn)品完成打線后要及時(shí)下料，不能長(zhǎng)時(shí)間在打線機(jī)臺(tái)上持續(xù)加熱。

  4.芯片老化

       4.1老化簡(jiǎn)介

  貼片的目的是將芯片貼到載體上，打線則是讓芯片和外部形成電氣連接，具備這2個(gè)條件后，接下來(lái)就是芯片老化了。

  老化，也可以稱(chēng)為老煉，英文名叫burn in，按照MIL-STD-883的定義，其目的是為了篩選或者剔除那些勉強(qiáng)合格的器件。這些器件或是本身具有固有缺陷，或其制造工藝控制不當(dāng)產(chǎn)生缺陷，這些缺陷會(huì)造成與時(shí)間和應(yīng)力相關(guān)的失效。如果不進(jìn)行老化篩選，這些有缺陷的器件在使用條件下會(huì)出現(xiàn)初期致命失效或早期壽命失效。因此，篩選時(shí)用最大額度工作條件或在最大額度工作條件之上對(duì)器件施加應(yīng)力，或施加能以相等的或更高的靈敏度揭示出隨時(shí)間和應(yīng)力變化的失效模式的等效篩選條件。*

  老化是一種篩選測(cè)試，用于剔除那些有早期失效缺陷的器件，表現(xiàn)在著名的失效率浴盆曲線上，如下圖，陰影部分就是老化的收益，老化后的產(chǎn)品整體的早期失效率降低，更早地進(jìn)入隨機(jī)失效階段。

  光模塊內(nèi)部的激光器由于結(jié)構(gòu)和制程工藝復(fù)雜，需要進(jìn)行老化，其他光電器件除APD外，不需要進(jìn)行老化。

  4.2老化條件和老化設(shè)備

  在目前大部分光模塊廠家的生產(chǎn)工序中，一般有兩道針對(duì)激光器的burn in篩選測(cè)試。

  第一道是激光器的管芯級(jí)，是在激光器完成必要的生產(chǎn)步驟，如外延生長(zhǎng)、刻蝕、外觀檢查后，裝載到專(zhuān)用的老化夾具上進(jìn)行，有比較成熟的商業(yè)化設(shè)備，國(guó)外廠家有ILX Lightwave、Chroma，國(guó)內(nèi)廠家上海菲萊(Feedlight)、蘇州聯(lián)訊(Stelight)。根據(jù)不同測(cè)試方案，可以區(qū)分為在線測(cè)試?yán)匣头至y(cè)試?yán)匣?。在線測(cè)試?yán)匣梢猿掷m(xù)記錄BI過(guò)程中的激光器數(shù)據(jù)，但是測(cè)試成本高，一般用于設(shè)計(jì)階段的少量樣品驗(yàn)證測(cè)試。分立測(cè)試?yán)匣窃诶匣_(kāi)始和結(jié)束時(shí)分別記錄激光器數(shù)據(jù)，測(cè)試成本低，一般用于批量化生產(chǎn)。

  第二道是光模塊級(jí)，是在激光器組裝到光模塊內(nèi)后，通過(guò)測(cè)試夾具進(jìn)行的，目前尚沒(méi)有商業(yè)化設(shè)備，多數(shù)光模塊廠商使用自研設(shè)備進(jìn)行測(cè)試。在測(cè)試方案上，在線測(cè)試和分立測(cè)試都有，一般根據(jù)模塊的DDM進(jìn)行激光器參數(shù)記錄，因此從成本上并無(wú)太大差異。

  從生產(chǎn)和成本管控角度上看，第一道管芯級(jí)激光器burn in篩選測(cè)試應(yīng)力大，目的是盡可能地篩選出早期失效產(chǎn)品，第二道模塊級(jí)burn in測(cè)試更多地只是對(duì)第一道測(cè)試的補(bǔ)充。

  下面我們著重介紹管芯級(jí)激光器的burn in測(cè)試。對(duì)于不同類(lèi)型的激光器，老化篩選的典型條件如下表，電流和溫度條件滿足“最大額度工作條件或在最大額度工作條件之上”原則，例如DFB激光器的正常工作電流一般是60mA，老化的電流是120mA。至于具體的溫度、電流、時(shí)間條件，一般是由激光器芯片廠家經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)后確定下來(lái)的。

  激光器老化設(shè)備基本相似，設(shè)備外殼加后面的背板，激光器被安裝到抽屜式或插卡式老化板上，然后再插入到背板供電。TO封裝和CoC封裝激光器有專(zhuān)用的老化板，TO直接將管腳插入到基座上就行了，CoC比較麻煩，大部分廠家需要人工用鑷子夾取安裝，個(gè)別光模塊廠家可以用貼片機(jī)自動(dòng)安裝。COB結(jié)構(gòu)中的VCSEL老化則是直接用模塊PCBA上的金手指進(jìn)行供電，Driver芯片本身也專(zhuān)用的burn in模式。

  4.3芯片老化的可靠性

  如何評(píng)估芯片老化的可靠性?回答這個(gè)問(wèn)題，就是回答“如何評(píng)估芯片老化的有效性?”。

  芯片老化的目的就是為了充分篩選出批次內(nèi)產(chǎn)品的早期失效，那如何確定該批次內(nèi)的早期失效已經(jīng)篩選干凈了呢?大概的方法有下面幾種。

  第一種是將篩選后的該批次產(chǎn)品發(fā)到市場(chǎng)端，然后監(jiān)控記錄市場(chǎng)失效數(shù)量和返回時(shí)間，如果失效數(shù)量在開(kāi)始的一個(gè)時(shí)間段內(nèi)存在一個(gè)峰值，說(shuō)明老化條件的有效性較差，導(dǎo)致部分早期失效產(chǎn)品未被充分篩選流入市場(chǎng);如果失效數(shù)量經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后穩(wěn)定，則說(shuō)明老化條件有效性較好。具體參考下面的曲線，原理上應(yīng)該不難理解。

  第二種是將老化篩選后的該批次產(chǎn)品進(jìn)行加速壽命測(cè)試，例如高溫工作運(yùn)行(HTOL)，重點(diǎn)關(guān)注壽命測(cè)試前期是否有新的產(chǎn)品失效，它的基本思想和第一種方法是一樣的，只是這種方法不會(huì)給客戶(hù)帶來(lái)麻煩。

  第三種是將老化篩選后的該批次產(chǎn)品再進(jìn)行一段時(shí)間的老化篩選測(cè)試，重點(diǎn)關(guān)注新增的老化篩選測(cè)試種是否有新的產(chǎn)品失效，老化條件對(duì)應(yīng)的壽命加速因子比較大，因此相比于第二種方法，這個(gè)方法的時(shí)間效率高。

  以上三種方法本質(zhì)上都是將篩選后的產(chǎn)品再運(yùn)行一段時(shí)間，“讓子彈飛一會(huì)兒”，來(lái)評(píng)估老化條件有效性。行業(yè)內(nèi)專(zhuān)業(yè)人士用Weibull分布方法來(lái)評(píng)估有效性，但學(xué)術(shù)色彩很濃重，個(gè)人覺(jué)得都沒(méi)有上面這三種方法來(lái)的簡(jiǎn)單粗暴。

  眾所周知，篩選測(cè)試是只花錢(qián)但不產(chǎn)生利潤(rùn)的，有些工藝成熟的半導(dǎo)體芯片已經(jīng)不做芯片老化了，但是激光器芯片的老化目前是必須要做的。如何降低激光器芯片老化測(cè)試的成本呢?除了定期優(yōu)化老化條件外，我覺(jué)得最好的辦法是建立有效的良率監(jiān)控預(yù)警體系。目前光通信行業(yè)里的激光器已經(jīng)很少存在明顯的壽命類(lèi)可靠性問(wèn)題了，往往是由于芯片制程中的波動(dòng)帶來(lái)激光器批次質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，我們可以通過(guò)良率監(jiān)控預(yù)警體系將這些波動(dòng)識(shí)別出來(lái)，再對(duì)波動(dòng)批次芯片單獨(dú)定制老化篩選。