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芯片可靠性测试要求及标准解析

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发表于 2021-8-25 14:15 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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大多数半导体器件的寿命在正常使用下可超过很多年。但我们不能等到若干年后再研究器件;我们必须增加施加的应力。施加的应力可增强或加快潜在的故障机制,帮助找出根本原因,并帮助 TI 采取措施防止故障模式。7 H& h* v1 B6 S% q. B! |! Y+ v- ?

3 K9 q- F( [, [) U7 S, a4 Y8 v在半导体器件中,常见的一些加速因子为温度、湿度、电压和电流。在大多数情况下,加速测试不改变故障的物理特性,但会改变观察时间。加速条件和正常使用条件之间的变化称为“降额”。
1 E' R; t. M+ z! r) {
# u5 U$ z7 ^( f1 i0 z( O
0 b' N. C# c& x8 x0 a- D9 g
5 t3 M, d, r" j1 R/ u, S0 `" V高加速测试是基于 JEDEC 的资质认证测试的关键部分。以下测试反映了基于 JEDEC 规范 JEP47 的高加速条件。如果产品通过这些测试,则表示器件能用于大多数使用情况。# {0 o7 _; ^& T: Y5 O3 D" X
8 D( \' D- w* ~% Y: P

, ^( h7 f5 i3 y0 A0 j, O9 Y9 O0 _
温度循环) q" W0 u' m7 i2 c
4 U/ w3 p, F; G# W' p# P( z! F
根据 JED22-A104 标准,温度循环 (TC) 让部件经受极端高温和低温之间的转换。进行该测试时,将部件反复暴露于这些条件下经过预定的循环次数。7 q1 s# q$ |: y# t

9 a+ T' e% @: T" o8 Q# I1 }: f8 c高温工作寿命(HTOL)
, e# Y+ o. L8 `$ h7 I) r8 n5 P  z4 O
HTOL 用于确定高温工作条件下的器件可靠性。该测试通常根据 JESD22-A108 标准长时间进行。5 n; Z2 \7 l! p6 S) n3 i

/ ]% @- ?  a, W* P温湿度偏压高加速应力测试(BHAST)6 A: h7 _: h1 V% m1 P

0 R% e2 Z* x1 ?7 k8 k5 [根据 JESD22-A110 标准,THB 和 BHAST 让器件经受高温高湿条件,同时处于偏压之下,其目标是让器件加速腐蚀。THB 和 BHAST 用途相同,但 BHAST 条件和测试过程让可靠性团队的测试速度比 THB 快得多。
! ]3 N8 Q+ M9 P: |, i& b) X! Z6 u' {% R3 {8 ?; B5 U) Z
热压器/无偏压HAST* U2 H" V' h& D5 y
& p, A$ `, Q; ^5 [% G& Z( O& m  g
热压器和无偏压 HAST 用于确定高温高湿条件下的器件可靠性。与 THB 和 BHAST 一样,它用于加速腐蚀。不过,与这些测试不同,不会对部件施加偏压。5 D" Y( K3 Z0 @) z8 {$ X* X
; g, a) q6 a, Y; v
高温贮存
" J. ^' k! X) D$ Z- ]- z3 H4 {' S
HTS(也称为“烘烤”或 HTSL)用于确定器件在高温下的长期可靠性。与 HTOL 不同,器件在测试期间不处于运行条件下。
1 Y/ D/ r% a9 Q- _9 `3 w3 Q1 O* i( Y. ?3 S
静电放电(ESD)
+ E' P; t$ [( R) y) \& {1 F9 ^
! A6 {! B- C6 x+ g: v5 Y: }静电荷是静置时的非平衡电荷。通常情况下,它是由绝缘体表面相互摩擦或分离产生;一个表面获得电子,而另一个表面失去电子。其结果是称为静电荷的不平衡的电气状况。
! z0 U) j$ ]6 f$ O- C5 Q" ^9 P5 A, k) h  F1 J; T- J
当静电荷从一个表面移到另一个表面时,它便成为静电放电 (ESD),并以微型闪电的形式在两个表面之间移动。
' k9 M: u5 l4 Y$ D- S5 r1 \' V: k( s  r5 s! J8 u$ u& l5 A
当静电荷移动时,就形成了电流,因此可以损害或破坏栅极氧化层、金属层和结。
& C" ]& R# E) l' p; I2 r. V* b2 u* c0 U
JEDEC 通过两种方式测试 ESD:
) c6 F* [8 @1 F! l# K+ {+ A8 v+ W& q, ?
1.人体放电模型 (HBM)
8 S/ o5 d/ p/ x8 j2 G8 l6 @( O! q$ @6 m; L
一种组件级应力,用于模拟人体通过器件将累积的静电荷释放到地面的行为。
" S) d8 t: u4 @; @$ p6 \/ q
# u3 J' K- K( Q: R4 _9 q! M6 b/ z" ]
( C- D! i4 O- H1 t
2.带电器件模型 (CDM)
$ v7 W& K' e) L) ?  i+ q
# c1 \- A1 C( p' Q% U4 j# k一种组件级应力,根据 JEDEC JESD22-C101 规范,模拟生产设备和过程中的充电和放电事件。
* n; `4 o  P* M5 w* `2 O
5 w+ M5 N$ U8 R: W0 E1 S) K6 t* W! Y8 o% ^# J) e1 {
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发表于 2021-8-25 15:49 | 只看该作者
HTOL 用于确定高温工作条件下的器件可靠性。该测试通常根据 JESD22-A108 标准长时间进行。

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发表于 2021-8-25 18:16 | 只看该作者
静电荷是静置时的非平衡电荷。通常情况下,它是由绝缘体表面相互摩擦或分离产生;一个表面获得电子,而另一个表面失去电子。其结果是称为静电荷的不平衡的电气状况。

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发表于 2021-8-25 18:18 | 只看该作者
根据 JESD22-A110 标准,THB 和 BHAST 让器件经受高温高湿条件,同时处于偏压之下,其目标是让器件加速腐蚀。THB 和 BHAST 用途相同,但 BHAST 条件和测试过程让可靠性团队的测试速度比 THB 快得多。
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