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芯片可靠性測試項目及各種實驗箱

更新時間:2024-06-04      瀏覽次數:1466

芯片可靠性測試項目及各種實驗箱

raybet雷竞技网页版入口是一家高科技合資企業,專業生產銷售鹽霧箱、恒溫恒濕機、冷熱衝擊機、振動試驗機、機械衝擊機、跌落試驗機的環境試驗儀器的公司,是一家具有研發生產銷售經營各類可靠性環境試驗設備的公司。經驗豐富,並得到許多國內外廠商的信賴與支持。現在我們成為許多品牌的供應商。


可靠性試驗,是指通過試驗測定和驗證產(chan) 品的可靠性。

研究在有限的樣本、時間和使用費用下,找出產(chan) 品薄弱環節。

可靠性試驗是為(wei) 了解、評價(jia) 、分析和提高產(chan) 品的可靠性而進行的各種試驗的總稱。

為(wei) 了測定、驗證或提高產(chan) 品可靠性而進行的試驗稱為(wei) 可靠性試驗,它是產(chan) 品可靠性工作的一個(ge) 重要環節。

芯片可靠性測試主要分為(wei) 環境試驗和壽命試驗兩(liang) 個(ge) 大項,可靠性測試是確保芯片在實際應用中能夠穩定運行和長期可靠的關(guan) 鍵步驟。

一般來說,可靠度是產(chan) 品以標準技術條件下,在特定時間內(nei) 展現特定功能的能力,可靠度是量測失效的可能性,失效的比率,以及產(chan) 品的可修護性。

根據產(chan) 品的技術規範以及客戶的要求,我們(men) 可以執行MIL-STD、JEDEC、IEC、JESD、AEC、andEIA等不同規範的可靠度的測試。

高溫工作壽命(HTOL, High Temperature Operating Life)

高溫壽命試驗也叫老化測試,是一種常用的芯片可靠性測試方法,通過將芯片在高溫環境下長時間運行,以模擬實際使用中的熱應力和老化過程。這種測試有助於(yu) 評估芯片在高溫環境下的穩定性和長期可靠性。

在進行熱老化測試時,芯片通常被放置在具有恒定高溫的熱槽中,持續運行一段時間,常見的測試溫度範圍為(wei) 100°C至150°C。測試期間,芯片的電氣特性、性能和可靠性會(hui) 被監測和記錄。

通過熱老化測試,可以檢測到由於(yu) 熱擴散、結構破壞或材料衰變等原因引起的故障。這些故障可能包括電阻變化、電流漏泄、接觸不良、金屬遷移等。通過分析測試結果,可以評估芯片在長期高溫環境下的可靠性,並為(wei) 改進設計和製造過程提供參考。

低溫工作壽命(LTOL, Low Temperature Operating Life)

LTOL測試通過在低溫下對芯片進行加速老化測試,以評估芯片在低溫條件下的可靠性和壽命。低溫工作壽命測試可以幫助製造商了解芯片在低溫環境下的穩定性和可靠性。

在一些環境下,例如航空航天、軍(jun) 事、醫療等領域,芯片需要能夠在極低的溫度下正常工作,因此對於(yu) 這些應用場景來說,低溫工作壽命測試是至關(guan) 重要的。

DT:跌落測試

跌落測試用於(yu) 評估芯片在物理衝(chong) 擊和振動環境下的穩定性和可靠性。這種測試模擬了實際使用中可能發生的跌落或震動情況。在跌落測試中,芯片會(hui) 被安裝在特製的跌落測試設備上,並進行控製的跌落或震動操作。測試設備通常會(hui) 產(chan) 生嚴(yan) 格定義(yi) 的衝(chong) 擊或振動力度、方向和頻率,以模擬實際使用中可能遇到的物理應力。

通過跌落測試,可以檢測到由於(yu) 跌落或震動引起的連接斷裂、結構損壞、材料破裂等問題。測試期間,芯片的電氣特性、性能和可靠性會(hui) 被監測和記錄。分析跌落測試結果可以評估芯片在實際使用條件下的抗衝(chong) 擊和抗振動能力,並提供改進設計和製造過程的參考。此外,跌落測試還有助於(yu) 確定芯片在運輸、裝配和實際使用中的適應性和耐久性。

加速測試

大多數半導體(ti) 器件的壽命在正常使用下可超過很多年。但我們(men) 不能等到若幹年後再研究器件;我們(men) 必須增加施加的應力。施加的應力可增強或加快潛在的故障機製,幫助找出根本原因,並幫助 TI 采取措施防止故障模式。

在半導體(ti) 器件中,常見的一些加速因子為(wei) 溫度、濕度、電壓和電流。在大多數情況下,加速測試不改變故障的物理特性,但會(hui) 改變觀察時間。加速條件和正常使用條件之間的變化稱為(wei) “降額"。




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高加速測試是基於(yu) JEDEC 的資質認證測試的關(guan) 鍵部分。以下測試反映了基於(yu) JEDEC 規範 JEP47 的高加速條件。如果產(chan) 品通過這些測試,則表示器件能用於(yu) 大多數使用情況。




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UHAST:加速應力測試

芯片的UHAST測試是通過施加的電壓和溫度條件來加速芯片在短時間內(nei) 的老化和故障模式。具體(ti) 的UHAST測試條件,包括高溫、高濕、壓力和偏壓值,以下是一些常見的UHAST測試條件的參考數值。

高溫:通常在大約100°C至150°C的溫度範圍內(nei) 進行,具體(ti) 溫度取決(jue) 於(yu) 芯片的設計要求和應用環境。有時候,更高的溫度也可能被用於(yu) 特殊情況下的測試。

高濕度:一般的UHAST測試中,相對濕度通常保持在85%至95%之間。高濕度條件下會(hui) 加劇芯片的老化和腐蝕。

壓力:測試期間施加的壓力可以通過測試裝置或封裝環境來實現。壓力的具體(ti) 數值通常在2大氣壓(atm)至20大氣壓之間,具體(ti) 數值取決(jue) 於(yu) 測試要求和芯片的應用場景。

偏壓:偏壓通常指施加在芯片引腳或器件上的電壓。具體(ti) 的偏壓數值取決(jue) 於(yu) 芯片的設計和應用需求。在UHAST測試中,偏壓可以用於(yu) 加速故障模式的產(chan) 生,例如漏電流、擊穿等。

BLT:偏壓壽命試驗

BLT用於(yu) 評估MOSFET(金屬氧化物半導體(ti) 場效應晶體(ti) 管)等器件在長期偏置和高溫環境下的穩定性和可靠性。在BLT偏壓壽命試驗中,芯片會(hui) 被加以恒定的偏置電壓,並暴露於(yu) 高溫環境中。偏置電壓通常是根據具體(ti) 芯片規格和應用需求進行設定的。在持續的高溫和偏置條件下,芯片的特性、性能和可靠性將被監測和記錄。

BLT測試的目的是檢測由於(yu) 偏壓和高溫環境引起的偏壓老化效應。這些效應可能導致矽介質的損失、界麵陷阱的形成和能帶彎曲等問題。測試結果可以用於(yu) 評估芯片在長期使用和高溫環境下的可靠性,並為(wei) 設計和製造過程的改進提供參考。

BLT-LTST:低溫偏壓壽命試驗

BLT-LTST用於(yu) 評估MOSFET等器件在低溫、長期偏置和高壓環境下的穩定性和可靠性。在BLT-LTST低溫偏壓壽命試驗中,芯片會(hui) 被暴露於(yu) 低溫環境,並施加恒定的偏置電壓和高壓。低溫條件通常在-40°C至-60°C範圍內(nei) 設定,具體(ti) 取決(jue) 於(yu) 芯片規格和應用需求。在持續的低溫、偏置和高壓條件下,芯片的特性、性能和可靠性將被監測和記錄。

BLT-LTST測試的目的是檢測由於(yu) 低溫偏壓和高壓環境引起的可靠性問題。這些問題可能包括矽介質的損失、漏電流增加、接觸不良等。通過分析測試結果,可以評估芯片在低溫和偏壓環境下的可靠性,並提供改進設計和製造過程的參考。

預處理(Preconditioning)

預處理(preconditioning)是指在芯片可靠性測試之前對芯片進行一些特定的處理,以達到特定的測試目的。預處理通常包括兩(liang) 個(ge) 步驟:溫度循環和濕度循環。

溫度循環通常包括高溫和低溫,用於(yu) 模擬芯片在實際應用中遇到的高溫和低溫環境。濕度循環則用於(yu) 模擬芯片在潮濕環境下的工作情況,從(cong) 而評估芯片在濕度環境下的可靠性。

溫度循環(TCT, Temperature Cycling Test)

溫度循環測試旨在評估芯片在溫度變化環境下的穩定性和可靠性。這種測試模擬了實際使用中由於(yu) 溫度變化引起的熱應力和材料疲勞。在溫度循環測試中,芯片會(hui) 在不同溫度之間進行循環暴露。通常,測試會(hui) 在兩(liang) 個(ge) 或多個(ge) 不同的溫度點之間進行切換,例如從(cong) 低溫(如-40°C)到高溫(如125°C)。每個(ge) 溫度點的暴露時間可以根據需要進行調整。

通過溫度循環測試,可以檢測到由於(yu) 溫度變化引起的結構應力、熱膨脹差異、焊點疲勞等問題。這些問題可能導致接觸不良、焊接斷裂、金屬疲勞等故障。測試期間,芯片的電氣特性、性能和可靠性會(hui) 被監測和記錄。

EFR/ELFR:早期失效壽命試驗

早期失效壽命試驗旨在評估芯片在其使用壽命的早期階段內(nei) 是否存在任何潛在的故障或失效。這種測試通常在芯片製造過程中或產(chan) 品開發的早期階段進行。它涉及加速測試和高度應力環境下的芯片運行。通過施加高溫、高電壓、高頻率等條件,使芯片在短時間內(nei) 暴露於(yu) 更嚴(yan) 苛的環境,以模擬實際使用中的應力情況。

早期失效壽命試驗的目標是提前發現潛在的故障和不良,以便進行適當的改進和調整。通過分析測試結果,可以確定芯片設計和製造過程中的弱點,並采取相應措施來提高芯片的可靠性和壽命。

高溫存儲(HTSL, High Temperature Storage Life)

高溫存儲(chu) 是指在芯片可靠性測試中,通過將芯片長時間存放在高溫環境下,來評估芯片在高溫環境下的可靠性和壽命。

在高溫存儲(chu) 測試中,芯片通常被置於(yu) 高溫環境中(通常為(wei) 125℃到175℃)存放一段時間,例如1000小時或更長時間。這樣的高溫環境可以加速芯片老化過程,從(cong) 而更快地確定芯片在實際應用中的可靠性和壽命。

HTS(也稱為(wei) “烘烤"或 HTSL)用於(yu) 確定器件在高溫下的長期可靠性。與(yu)  HTOL 不同,器件在測試期間不處於(yu) 運行條件下。

高加速溫濕度應力試驗(HAST, Highly Accelerated Temperature and Humidity Stress Test)

在HAST測試中,**芯片被置於(yu) 一個(ge) 高溫高濕的環境下(通常為(wei) 85℃和85%相對濕度),並且在高溫高濕的環境下施加電壓或電流進行加速老化。**這種的環境可以加速元器件的老化過程,並導致元器件在較短時間內(nei) 失效,從(cong) 而可以提前發現元器件的潛在問題。

HAST測試的優(you) 點是加速老化速度,因此可以在相對較短的時間內(nei) 獲得元器件的可靠性信息。此外,它還可以提供更大的濕度差異,從(cong) 而更好地模擬實際應用中的濕度環境。

溫濕度偏壓高加速應力測試(BHAST)

根據 JESD22-A110 標準,THB 和 BHAST 讓器件經受高溫高濕條件,同時處於(yu) 偏壓之下,其目標是讓器件加速腐蝕。THB 和 BHAST 用途相同,但 BHAST 條件和測試過程讓可靠性團隊的測試速度比 THB 快得多。

恒溫恒濕偏壓壽命試驗(THB, Steady State Temperature Humidity Bias Life Test)

在THB測試中,元器件通常會(hui) 被置於(yu) 一個(ge) 高溫高濕的環境中(通常為(wei) 85℃和85%相對濕度),並施加一個(ge) 恒定的電壓或電流偏壓。測試持續時間可以根據元器件類型和應用來確定,通常為(wei) 數百小時至數千小時。

無偏壓高加速溫濕度應力試驗(UHAST, Unbias Highly Accelerated Temperature and Humidity Stress Test)

與(yu) 傳(chuan) 統的高加速溫濕度應力試驗(HAST)不同,UHAST測試不施加電壓或電流偏壓,隻是在高溫高濕的環境下對樣品進行加速老化。

通常,UHAST測試的條件是85℃和85%相對濕度,而測試時間可以根據元器件類型和應用來確定,通常為(wei) 數百小時至數千小時。

早期壽命失效率(ELFR, Early Life Failure Rate)

早期壽命失效率是指在元器件使用壽命中的早期階段內(nei) 發生故障的概率。通常,元器件的壽命被分為(wei) 三個(ge) 階段:早期壽命、中期壽命和晚期壽命。在元器件的早期壽命階段,由於(yu) 製造過程、材料缺陷或其他因素,元器件可能會(hui) 出現早期故障。通常用單位時間內(nei) 的故障數來表示。例如,如果元器件在1000小時內(nei) 發生了5次故障,那麽(me) 它的早期壽命失效率為(wei) 5/1000 = 0.005故障/小時。

潮濕敏感度等級(Moisture Sensitivity Levels)

潮濕敏感度等級是表征電子元器件對潮濕度的敏感程度的等級。在製造、存儲(chu) 和運輸過程中,潮濕度會(hui) 對元器件造成損害,如金屬氧化、絕緣降低等。因此,電子元器件的MSL等級被用來指導元器件的存儲(chu) 、運輸和焊接等工藝過程,以確保元器件的可靠性。

MSL等級通常用數字來表示,數字越小表示元器件對潮濕度的敏感程度越高,需要采取更加嚴(yan) 格的控製措施。例如,MSL-1表示元器件對潮濕度的敏感度,可以在長時間的恒溫恒濕環境下存儲(chu) ;而MSL-6表示元器件對潮濕度的敏感度最高,必須在特定的焊接時間內(nei) 焊接,並且不能超的存儲(chu) 時間。

高壓蒸煮(Pressure Cook Test)

高壓蒸煮是一種測試芯片耐受高溫高壓的實驗。在這種實驗中,芯片通常被放置在一個(ge) 高壓容器中,容器內(nei) 充滿高壓蒸汽,並加熱到高溫,以模擬芯片在環境下的使用情況。

在實驗期間,芯片可能會(hui) 暴露於(yu) 高溫高壓環境中,這可能會(hui) 對芯片的性能產(chan) 生不良影響,如導致芯片損壞、失效、電性能變差等。因此,通過高壓蒸煮實驗可以測試芯片在環境下的耐受能力,以確保芯片的可靠性。

閂鎖測試(Latch-up)

閂鎖測試是一種測試芯片在環境下是否會(hui) 出現意外斷電等異常情況的測試。

該測試會(hui) 在芯片的電源輸入端加入一個(ge) 電壓保護器,然後在芯片正常運行的情況下,用一個(ge) 高速開關(guan) 控製電源輸入端的電源開關(guan) ,模擬突然斷電的情況,從(cong) 而測試芯片在此情況下的表現和恢複能力。

靜電放電(ESD)

**靜電荷是靜置時的非平衡電荷。**通常情況下,它是由絕緣體(ti) 表麵相互摩擦或分離產(chan) 生;一個(ge) 表麵獲得電子,而另一個(ge) 表麵失去電子。其結果是稱為(wei) 靜電荷的不平衡的電氣狀況。

當靜電荷從(cong) 一個(ge) 表麵移到另一個(ge) 表麵時,它便成為(wei) 靜電放電 (ESD),並以微型閃電的形式在兩(liang) 個(ge) 表麵之間移動。

當靜電荷移動時,就形成了電流,因此可以損害或破壞柵極氧化層、金屬層和結。

JEDEC 通過兩(liang) 種方式測試 ESD:

  • 1.人體放電模型 (HBM)

一種組件級應力,用於(yu) 模擬人體(ti) 通過器件將累積的靜電荷釋放到地麵的行為(wei) 。

  • 2.帶電器件模型 (CDM)

一種組件級應力,根據 JEDEC JESD22-C101 規範,模擬生產(chan) 設備和過程中的充電和放電事件。


實驗室儀器

測試項目:高溫測試、低溫測試、快速溫變測試、冷熱衝(chong) 擊測試、溫度循環測試、濕熱測試、鹽霧測試、結露測試等。

主要設備:高低溫交變濕熱箱、恒溫恒濕箱、絕緣電阻劣化離子遷移評估係統、多通道測試係統、溫度循環箱TC、溫度衝(chong) 擊箱TS、鹽霧試驗機、高壓老化機等。

1.快速溫變試驗箱

用於(yu) 電工、電子產(chan) 品整機及零部件進行耐寒、耐熱試驗,溫度快速變化或漸變條件下的環境應力篩選試驗。




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2.冷熱衝(chong) 擊試驗箱

用於(yu) 測試材料結構或複合材料,在瞬間經溫以及極低溫的連續環境下所能忍受的程度,最短時間內(nei) 檢測試樣因熱脹冷縮所引起的化學變化或物理傷(shang) 害。




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3.加速老化試驗箱

用於(yu) IC封裝,半導體(ti) ,微電子芯片,磁性材料及其它電子零件進行高壓、高溫、不飽和/飽和濕熱、等加速壽命信賴性試驗,使用於(yu) 產(chan) 品的設計階段,快速暴露產(chan) 品設計薄弱環節或測試其製品的密封性和老化性能。




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4.鹽霧試驗機

鹽霧機通過考核對材料及其防護層的鹽霧腐蝕的能力,以及相似防護層的工藝質量比較,同時可考核某些產(chan) 品抗鹽霧腐蝕的能力;該產(chan) 品造用於(yu) 零部件、電子元件、金屬材料的防護層以及工業(ye) 產(chan) 品的鹽霧腐蝕試驗。




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關(guan) 於(yu) 我們(men)

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