芯片质量可靠度测试环境测试
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芯片质量可靠度测试环境测试

芯片质量可靠度测试环境测试:质量(Qualty)和可靠性(elilty) 在一定程度上可以说是IC产品的生命,好的品质,长久的耐力往往就是一颗优秀IC产品的竞争力所在。在做产品验证时我们往往会遇到三个问题,验证什么,如何去验证,哪里去验证?

质量可靠度是产品以标准技术条件下,在特定时间内展现特定功能的能力,可靠度是量测失效的可能性,失效的比率,以及产品的可修护性。根据产品的技术规范以及客户的要求,我们可以执行MIL-STD, JEDEC, IEC, JESD, AEC, and EIA等不同规范的可靠度的测试。

解决了这三个问题,质量和可靠性就有了保证,制造商才可以大量地将产品推向市场,客户才可以放心地使用产品。本文将目前较为流行的测试方法加以简单归类和阐述,力求达到抛砖引玉的作用。

Quallty就是产品性能的测量,它回答了-一个产品是否合乎SPEC的要求,是否符合各项性能指标的问题: Rllillity 则是对产品耐久力的测量,它回答了一个产品生命周期有多长,简单说,它能用多久的问题。所以说Quality解决的是现阶段的问题,Reliailty 解决的是一段时间以后的问题 。

Region (I)被称为早天期(Infancy period)。这个阶段产品的failure rate快速下降,造成失效的原因在于IC设计和生产过程中的缺陷:

Region (II)被称为使用期(Useful life period)。在这 个阶段产品的failurerate保持稳定,失效的原因往往是随机的,比如EOS,温度变化等等;

Region (II)被称为磨耗期(Wear-Out period)。在这个阶段failure rate会快速升高,失效的原因就是产品的长期使用所造成的老化等。

认识了典型IC产品的生命周期,我们就可以看到,Relibility 的问题就是要力图将处于早天期failure的产品去除并估算其良率,预计产品的使用期,并且找到failure的原因,尤其是在IC生产,封装,存储等方面出现的问题所造成的失效原因。

测试机台种类:
高温贮存试验 (HTST, High Temperature Storage test)
低温贮存试验(LTST, Low Temperature Storage test)
温湿度贮存试验 (THST, Temperature & Humidity Storage test)
温湿度偏压试验 (THB, Temperature & Humidity with bias test)
高温水蒸汽压力试验 (Pressure Cooker test (PCT/UB-HAST)
高加速温湿度试验 (HAST, Highly Accelerated Stress test )
温度循环试验 (TCT, Temperature Cycling test)
温度冲击试验 (TST, Thermal Shock test )
高温寿命试验 (HTOL, High Temperature Operation Life test )
高温偏压试验 (BLT, Bias Life test)

环境测试(Environment Test):
高温贮存试验(High Temperature Storage Test) : 在高温的状态下,使组件加速老化。可使电气性能稳定,以及侦测表面与结合缺陷。
低温贮存试验(Low Temperature Storage Test) : 在极低的温度下,利用膨胀收缩造成机械变型。对组件结构上造成脆化而引发的裂痕。
温湿度贮存试验(Temperature Humidity Storage Test) : 以高温潮湿的环境,加速化学反应造成腐蚀现象。测试组件的抗蚀性。
高温水蒸汽压力试验(Pressure Cook Test)/高加速温湿度试验(High Acclerate Stress Test) : 与温湿度贮存试验原理相同,不同地方是在加湿过程中,压力大于大气压力,更加速了腐蚀速度,引发出封装不良的产品,内部因此而腐蚀。
温度循环试验(Temperature Cycling Test) : 使零件冷热交替几个循环,利用膨胀系数的差异,造成对组件的影响。可用来剔除因晶粒﹑打线及封装等受温度变化而失效之零件。
温度冲击试验(Thermal shock Test) : 基本上跟温度循环试验原理一样,差异是加快温度变化速度。测定电子零件曝露于极端高低温情况下之抗力,可以侦测包装密封﹑晶粒结合﹑打线结合﹑基体裂缝等缺陷。
高温寿命试验(High Temperature Operating Life Test) : 利用高温及电压加速的方法,在高温下加速老化,再外加讯号进去,仿真组件执行其功能的状态。藉短时间的实验,来评估IC产品的长时间操作寿命。
前处里(Precondition Test) 对零件执行功能量测﹑外观检查﹑超音波扫瞄(SAT) ﹑温度循环(Temperature Cycling ) ﹑烘烤(Bake )浸湿( Moisture Soak )等程序。仿真组件在开始使用前所经历的运输、储存、回焊等变化做为其它可靠性试验之前置处理。

运送测试(Transportation Test):
震动测试(Vibration Test):仿真地面运输或产品操作使用时,所产生的震动环境。将构装组件结构内原有的缺陷,经由震动行为加速缺陷的劣化状况,进而导致组件机制失效。
机械冲击测试(Mechanical Shock Test):将试件在一定的高度上,沿斜滑轨下滑与底部的障碍物相撞,而产生冲击。将构装组件结构内原有的缺陷,经由冲击行为加速缺陷的劣化状况,进而导致组件机制失效。
落下测试(Drop Test):把装有试件的工作台上升到一定高度,突然释放而跌落,与底部的钢板或水泥板相撞而发生冲击。评估产品因为跌落,于安全条件需求下蕞小的强韧性。

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