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你了解芯片研发过程中的可靠性测试吗?

发布时间:2024-06-03   点击次数:69次

你了解芯片研发过程中的可靠性测试吗?

上海卷柔仪器设备有限公司是一家高科技合资企业,专业生产销售盐雾箱、恒温恒湿机、冷热冲击机、振动试验机、机械冲击机、跌落试验机的环境试验仪器的公司,是一家具有研发生产销售经营各类可靠性环境试验设备的公司。经验丰富,并得到许多国内外厂商的信赖与支持。现在我们成为许多品牌的供应商。


可靠性测试对于芯片的制造和设计过程至关重要。通过进行全面而严格的可靠性测试,可以提前发现并解决潜在的设计缺陷、制造问题或环境敏感性,从而确保芯片在长期使用中的性能和可靠性。这种测试旨在验证芯片在不同环境条件下的稳定性、可靠性和持久性,以确保其能够长时间稳定地运行。可靠性测试包括多种测试项目,例如温度测试、电压测试、功能测试和可靠性持久性测试。



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图1 esmo半导体芯片图







让我们来看看芯片可靠性测试比较常见的几种实验


1、温度循环测试:



芯片温度循环测试的测试目的是评估芯片在不同温度条件下的性能和可靠性,以模拟实际使用环境中的温度变化。该测试旨在验证芯片在温度变化时是否能够正常工作,以及是否能够保持稳定性和可靠性。

高温循环期间芯片被暴露在高温环境中,可能是通过热板、热箱来实现。高温环境下的测试可以揭示芯片在高温条件下的性能特性,例如功耗变化、时钟频率的稳定性、信号完整性等。这有助于验证芯片在高温环境下的可靠性,并识别潜在的热问题。



低温循环期间芯片被暴露在低温环境中。低温测试可以揭示芯片在低温条件下的工作能力,例如冷启动性能、低温下的功耗和时钟稳定性等。此外,低温测试还可以检测芯片材料和封装的可靠性,以确保其在低温环境下的耐用性。



2、加速测试:

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"。

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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。



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3、高温存储:



高温存储测试的原理是模拟芯片在长时间存储期间可能面临的高温环境,以评估芯片在这种条件下的性能和可靠性。这种测试有助于发现潜在的可靠性问题,预测芯片在实际使用中可能遇到的问题,并采取必要的措施来改善芯片设计、材料选择或封装技术。



将样品放入高温箱中,使箱温度升至55℃,在受试样品不工作的条件下存放16h,取出样品回到室温,恢复2h。





4、跌落测试:



芯片跌落测试的主要目的包括:

评估芯片在跌落或冲击情况下的机械强度和可靠性。检测芯片封装材料和焊接的可靠性。验证芯片内部结构和连接的稳定性,以防止内部部件松动或脱落。评估芯片在实际使用中受到物理冲击时的性能损坏情况。

通过进行跌落测试,确定其在实际使用中是否能够承受跌落或冲击,并保持正常功能和结构完整性。这种测试有助于发现潜在的机械弱点、封装问题或连接失效。




5、静电放电ESD:



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。

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。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、金属层和结构。

当然,以上只是常见的几种可靠性测试方法。其他还有电磁干扰测试,电压波动测试,电气特性测试,长时间运行测试等不在本文过多介绍。





JEDEC 通过两种方式测试 ESD



1.人体放电模型 (HBM)

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。

2.带电器件模型 (CDM)
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。


实验室可靠性测试项目



1.快速温变试验箱ESS-1000S-C10

适用于电子、电工产品整机及零部件进行温度快速变化或渐变条件下的适应性试验,特别是针对于电子电工产品的环境应力筛选(ESS)试验,运用温度加速技巧改变外在环境应力,使产品产生热应力和应变。

2.冷热温度冲击试验箱TST-100D


两槽式冷热冲击试验箱适用于考核产品(整机)、元器件、零部件等经受温度急剧变化的能力,该温度冲击试验能够了解试验样本一次或连续多次因温度急剧变化而带来的影响。



  • 关于我们

  • 上海卷柔仪器设备有限公司是一家高科技合资企业,生产销售盐雾箱、恒温恒湿机、冷热冲击机、振动试验机、机械冲击机、跌落试验机的环境试验仪器的公司,研发生产销售经营各类可靠性环境试验设备。经验丰富,并得到许多国内外厂商的信赖与支持。自公司成立以来,多次服务于国内外大学和研究所等检测机构,如清华大学、苏州大学、哈尔滨工业大学、北京工业大学、法国申美检测、中科院物理所、中科院,SGS等**单位提供实施室方案和设备及其相关服务。努力开发半导体、光电、光通讯、航天太空、生物科技、食品、化工、制药等行业产品所需的测试设备装置。公司拥有一支的研发、生产和售後队伍,从产品的研发到售后服务,每一个环节都以客户的观点与需求作为思考的出发点。



上海卷柔新技术有限责任公司

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