Region (I) 被稱為早夭期(Infancy period), 這個(gè)階段產(chǎn)品的失效率快速下降,造成失效的原因在于IC設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中的缺陷;
Region (II) 被稱為使用期(Useful life period), 這個(gè)階段產(chǎn)品的失效率保持穩(wěn)定,失效的原因往往是隨機(jī)的,比如溫度變化等等;
Region (III) 被稱為磨耗期(Wear-Out period) 這個(gè)階段產(chǎn)品的失效率會(huì)快速升高,失效的原因就是產(chǎn)品的長(zhǎng)期使用所造成的老化等。
·軍工級(jí)器件老化篩選
·元器件壽命試驗(yàn)
·ESD等級(jí)、Latch_up測(cè)試評(píng)價(jià)
·高低溫性能分析試驗(yàn)
·集成電路微缺陷分析
·封裝缺陷無(wú)損檢測(cè)及分析
·電遷移、熱載流子評(píng)價(jià)分析
根據(jù)試驗(yàn)等級(jí)分為如下幾類:
一、使用壽命測(cè)試項(xiàng)目(Life test items):EFR, OLT (HTOL), LTOL
①EFR:早期失效等級(jí)測(cè)試( Early fail Rate Test )
目的: 評(píng)估工藝的穩(wěn)定性,加速缺陷失效率,去除由于天生原因失效的產(chǎn)品。
測(cè)試條件: 在特定時(shí)間內(nèi)動(dòng)態(tài)提升溫度和電壓對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試
失效機(jī)制:材料或工藝的缺陷,包括諸如氧化層缺陷,金屬刻鍍,離子玷污等由于生產(chǎn)造成的 失效。
參考標(biāo)準(zhǔn):
JESD22-A108-A
EIAJED- 4701-D101
②HTOL/ LTOL:高/低溫操作生命期試驗(yàn)(High/ Low Temperature Operating Life )
目的: 評(píng)估器件在超熱和超電壓情況下一段時(shí)間的耐久力
測(cè)試條件: 125℃,1.1VCC, 動(dòng)態(tài)測(cè)試
失效機(jī)制:電子遷移,氧化層破裂,相互擴(kuò)散,不穩(wěn)定性,離子玷污等
參考數(shù)據(jù):
125℃條件下1000小時(shí)測(cè)試通過(guò)IC可以保證持續(xù)使用4年,2000小時(shí)測(cè)試持續(xù)使用8年;150℃ 1000小時(shí)測(cè)試通過(guò)保證使用8年,2000小時(shí)保證使用28年。
參考標(biāo)準(zhǔn):
MIT-STD-883E Method 1005.8
JESD22-A108-A
EIAJED- 4701-D101
二、環(huán)境測(cè)試項(xiàng)目(Environmental test items)
PRE-CON, THB, HAST, PCT, TCT, TST, HTST, Solderability Test, Solder Heat Test
①PRE-CON:預(yù)處理測(cè)試( Precondition Test )
目的: 模擬IC在使用之前在一定濕度,溫度條件下存儲(chǔ)的耐久力,也就是IC從生產(chǎn)到使用之間存儲(chǔ)的可靠性。
②THB: 加速式溫濕度及偏壓測(cè)試(Temperature Humidity Bias Test )
目的: 評(píng)估IC產(chǎn)品在高溫,高濕,偏壓條件下對(duì)濕氣的抵抗能力,加速其失效進(jìn)程
測(cè)試條件: 85℃,85%RH, 1.1 VCC, Static bias
失效機(jī)制:電解腐蝕
參考標(biāo)準(zhǔn):
JESD22-A101-D
EIAJED- 4701-D122
③高加速溫濕度及偏壓測(cè)試(HAST: Highly Accelerated Stress Test )
目的: 評(píng)估IC產(chǎn)品在偏壓下高溫,高濕,高氣壓條件下對(duì)濕度的抵抗能力,加速其失效過(guò)程
測(cè)試條件: 130℃, 85%RH, 1.1 VCC, Static bias,2.3 atm
失效機(jī)制:電離腐蝕,封裝密封性
參考標(biāo)準(zhǔn):
JESD22-A110
④PCT:高壓蒸煮試驗(yàn) Pressure Cook Test (Autoclave Test)
目的: 評(píng)估IC產(chǎn)品在高溫,高濕,高氣壓條件下對(duì)濕度的抵抗能力,加速其失效過(guò)程
測(cè)試條件: 130℃, 85%RH, Static bias,15PSIG(2 atm)
失效機(jī)制:化學(xué)金屬腐蝕,封裝密封性
參考標(biāo)準(zhǔn):
JESD22-A102
EIAJED- 4701-B123
*HAST與THB的區(qū)別在于溫度更高,并且考慮到壓力因素,實(shí)驗(yàn)時(shí)間可以縮短,而PCT則不加偏壓,但濕度增大。
⑤TCT: 高低溫循環(huán)試驗(yàn)(Temperature Cycling Test )
目的: 評(píng)估IC產(chǎn)品中具有不同熱膨脹系數(shù)的金屬之間的界面的接觸良率。方法是通過(guò)循環(huán)流動(dòng)的空氣從高溫到低溫重復(fù)變化。
測(cè)試條件:
Condition B:-55℃ to 125℃
Condition C: -65℃ to 150℃
失效機(jī)制:電介質(zhì)的斷裂,導(dǎo)體和絕緣體的斷裂,不同界面的分層
參考標(biāo)準(zhǔn):
MIT-STD-883E Method 1010.7
JESD22-A104-A
EIAJED- 4701-B-131
⑥TST: 高低溫沖擊試驗(yàn)(Thermal Shock Test )
目的: 評(píng)估IC產(chǎn)品中具有不同熱膨脹系數(shù)的金屬之間的界面的接觸良率。方法是通過(guò)循環(huán)流動(dòng)的液體從高溫到低溫重復(fù)變化。
測(cè)試條件:
Condition B: - 55℃ to 125℃
Condition C: - 65℃ to 150℃
失效機(jī)制:電介質(zhì)的斷裂,材料的老化(如bond wires), 導(dǎo)體機(jī)械變形
參考標(biāo)準(zhǔn):
MIT-STD-883E Method 1011.9
JESD22-B106
EIAJED- 4701-B-141
* TCT與TST的區(qū)別在于TCT偏重于package 的測(cè)試,而TST偏重于晶園的測(cè)試
⑦HTST: 高溫儲(chǔ)存試驗(yàn)(High Temperature Storage Life Test )
目的: 評(píng)估IC產(chǎn)品在實(shí)際使用之前在高溫條件下保持幾年不工作條件下的生命時(shí)間。
測(cè)試條件: 150℃
失效機(jī)制:化學(xué)和擴(kuò)散效應(yīng),Au-Al 共金效應(yīng)
參考標(biāo)準(zhǔn):
MIT-STD-883E Method 1008.2
JESD22-A103-A
EIAJED- 4701-B111
⑧可焊性試驗(yàn)(Solderability Test )
目的: 評(píng)估IC leads在粘錫過(guò)程中的可靠度
測(cè)試方法:
Step1:蒸汽老化8 小時(shí)
Step2:浸入245℃錫盆中 5秒
失效標(biāo)準(zhǔn)(Failure Criterion):至少95%良率
具體的測(cè)試條件和估算結(jié)果可參考以下標(biāo)準(zhǔn)
MIT-STD-883E Method 2003.7
JESD22-B102
⑨SHT Test:焊接熱量耐久測(cè)試( Solder Heat Resistivity Test )
目的: 評(píng)估IC 對(duì)瞬間高溫的敏感度
測(cè)試方法: 侵入260℃ 錫盆中10秒
失效標(biāo)準(zhǔn)(Failure Criterion):根據(jù)電測(cè)試結(jié)果
具體的測(cè)試條件和估算結(jié)果可參考以下標(biāo)準(zhǔn)
MIT-STD-883E Method 2003.7
EIAJED- 4701-B106