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一文理解芯片可靠性测试项目

时间:2023-05-18 16:23来源:模拟应用工程师 作者:ictest8_edit 点击:

高温工作寿命(HTOL, High Temperature Operating Life)

    HTOL是一种常见的半导体器件可靠性测试方法,用于评估芯片在高温和电压条件下的长期稳定性和寿命。该测试通过在高温下加速芯片老化,从而确定芯片在实际使用中的可靠性和寿命。
 
低温工作寿命(LTOL, Low Temperature Operating Life)
    LTOL测试通过在低温下对芯片进行加速老化测试,以评估芯片在低温条件下的可靠性和寿命。低温工作寿命测试可以帮助制造商了解芯片在低温环境下的稳定性和可靠性。在一些极端环境下,例如航空航天、军事、医疗等领域,芯片需要能够在极低的温度下正常工作,因此对于这些应用场景来说,低温工作寿命测试是至关重要的。
 
预处理(Preconditioning)
    预处理(preconditioning)是指在芯片可靠性测试之前对芯片进行一些特定的处理,以达到特定的测试目的。预处理通常包括两个步骤:温度循环和湿度循环。温度循环通常包括高温和低温两个极端,用于模拟芯片在实际应用中遇到的高温和低温环境。湿度循环则用于模拟芯片在潮湿环境下的工作情况,从而评估芯片在湿度环境下的可靠性。
 
温度循环(TCT, Temperature Cycling Test)
    温度循环是指在芯片可靠性测试中,通过将芯片置于高温和低温交替的环境下,模拟芯片在实际使用中遇到的高温和低温环境,以评估芯片在极端温度下的可靠性和寿命。在温度循环测试中,芯片通常被暴露在极端温度下,例如高温(通常是150°C到200°C)和低温(通常是-40°C到-60°C)环境下,循环加热和降温多次。这样的极端温度环境可以加速芯片老化过程,从而更快地确定芯片在实际应用中的可靠性和寿命。
 
高温存储(HTSL, High Temperature Storage Life)
    高温存储是指在芯片可靠性测试中,通过将芯片长时间存放在高温环境下,来评估芯片在高温环境下的可靠性和寿命。在高温存储测试中,芯片通常被置于高温环境中(通常为125℃到175℃)存放一段时间,例如1000小时或更长时间。这样的高温环境可以加速芯片老化过程,从而更快地确定芯片在实际应用中的可靠性和寿命。
 
高加速温湿度应力试验(HAST, Highly Accelerated Temperature and Humidity Stress Test)
    在HAST测试中,芯片被置于一个高温高湿的环境下(通常为85℃和85%相对湿度),并且在高温高湿的环境下施加电压或电流进行加速老化。这种极端的环境可以加速元器件的老化过程,并导致元器件在较短时间内失效,从而可以提前发现元器件的潜在问题。HAST测试的优点是加速老化速度,因此可以在相对较短的时间内获得元器件的可靠性信息。此外,它还可以提供更大的湿度差异,从而更好地模拟实际应用中的湿度环境。
 
恒温恒湿偏压寿命试验(THB, Steady State Temperature Humidity Bias Life Test)
    在THB测试中,元器件通常会被置于一个高温高湿的环境中(通常为85℃和85%相对湿度),并施加一个恒定的电压或电流偏压。测试持续时间可以根据元器件类型和应用来确定,通常为数百小时至数千小时。
 
无偏压高加速温湿度应力试验(UHAST, Unbias Highly Accelerated Temperature and Humidity Stress Test)
    与传统的高加速温湿度应力试验(HAST)不同,UHAST测试不施加电压或电流偏压,只是在高温高湿的环境下对样品进行加速老化。通常,UHAST测试的条件是85℃和85%相对湿度,而测试时间可以根据元器件类型和应用来确定,通常为数百小时至数千小时。
 
早期寿命失效率(ELFR, Early Life Failure Rate)
    早期寿命失效率是指在元器件使用寿命中的早期阶段内发生故障的概率。通常,元器件的寿命被分为三个阶段:早期寿命、中期寿命和晚期寿命。在元器件的早期寿命阶段,由于制造过程、材料缺陷或其他因素,元器件可能会出现早期故障。通常用单位时间内的故障数来表示。例如,如果元器件在前1000小时内发生了5次故障,那么它的早期寿命失效率为5/1000 = 0.005故障/小时。
 
潮湿敏感度等级(Moisture Sensitivity Levels)
    潮湿敏感度等级是表征电子元器件对潮湿度的敏感程度的等级。在制造、存储和运输过程中,潮湿度会对元器件造成损害,如金属氧化、绝缘降低等。因此,电子元器件的MSL等级被用来指导元器件的存储、运输和焊接等工艺过程,以确保元器件的可靠性。MSL等级通常用数字来表示,数字越小表示元器件对潮湿度的敏感程度越高,需要采取更加严格的控制措施。例如,MSL-1表示元器件对潮湿度的敏感度最低,可以在长时间的恒温恒湿环境下存储;而MSL-6表示元器件对潮湿度的敏感度最高,必须在特定的焊接时间内焊接,并且不能超过指定的存储时间。
 
高压蒸煮(Pressure Cook Test)
    高压蒸煮是一种测试芯片耐受高温高压的实验。在这种实验中,芯片通常被放置在一个高压容器中,容器内充满高压蒸汽,并加热到高温,以模拟芯片在极端环境下的使用情况。在实验期间,芯片可能会暴露于高温高压环境中,这可能会对芯片的性能产生不良影响,如导致芯片损坏、失效、电性能变差等。因此,通过高压蒸煮实验可以测试芯片在极端环境下的耐受能力,以确保芯片的可靠性。
 
闩锁测试(Latch-up)
    闩锁测试是一种测试芯片在极端环境下是否会出现意外断电等异常情况的测试。该测试会在芯片的电源输入端加入一个电压保护器,然后在芯片正常运行的情况下,用一个高速开关控制电源输入端的电源开关,模拟突然断电的情况,从而测试芯片在此情况下的表现和恢复能力。
 
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