芯片的質量主要取決于市場、性能和可靠性因素決定。首先,在芯片開發(fā)的早期階段,需要對市場進行充分的研究,以定義滿足客戶需求的SPEC;其次是性能,IC設計工程師設計的電路需要通過Designer模擬、DFT電路驗證、實驗室樣品評估和FT,認為性能滿足早期定義的要求;最后是可靠性,因為測試芯片只能確??蛻舻谝淮蔚玫綐悠?,所以需要進行一系列的應力測試,模擬一些嚴格的使用條件對芯片的影響,以評估芯片的壽命和可能的質量風險。
可靠性技術概念
可靠性是產品在標準技術條件下在特定時間內展示特定功能的能力??煽啃允菧y量故障的可能性、故障率和產品的可修復性。根據產品的技術規(guī)范和客戶要求,我們可以實施不同規(guī)格的可靠性測試,如MIL-STD、JEDEC、IEC、JESD、AEC、ANDEIA等。
測試機類型
高溫儲存試驗(HTST,Highteperaturestoragest)
低溫儲存試驗(LTST,Lowtemperaturestoragest)
溫濕度儲存試驗(THST,Temperature&Humiditystoragetest)
溫濕度偏壓試驗(THB,Temperature&Humidithbiastest)
高溫水蒸氣壓力試驗(PCT/UB-HAST)
高加速溫濕度試驗(HAST,HighlyAceleratesstestest)
溫度循環(huán)試驗(TCT,Temperatureclingtest)
溫度沖擊試驗(TST,Thermalshocktest)
高溫壽命試驗(HTOL,Highteperaperationlifest)
高溫偏壓試驗(BLT,BiasLifetest)
回焊爐(Reflowtest)
技術原理
可靠性可以定義為在特定的使用環(huán)境條件下,在一定的時間內實施特定功能并成功實現工作目標的可能性。對可靠性影響最直接的環(huán)境因素有溫度變化、溫度、濕度、機械應力、電壓等??煽啃詼y試主要針對各種環(huán)境下的組件,以加速各組件的老化和故障,從而達到改進設計、材料或工藝參數的目的。
環(huán)境測試(Environtentest)
高溫儲存試驗(Hightemperaturestoragest):在高溫下加速組件老化。它可以穩(wěn)定電氣性能,檢測表面和組合缺陷。
低溫儲存試驗(Lowtemperaturestoragest):在極低的溫度下,膨脹和收縮會導致機械變形。零件結構脆化引起的裂紋。
溫濕度儲存試驗(TemperatureHumidityStorageTest):在高溫潮濕的環(huán)境下加速化學反應,造成腐蝕。測試組件的耐腐蝕性。
高溫水蒸氣壓力試驗(Pressurecooktest)/高加速溫濕度試驗(高加速溫濕度試驗):與溫濕度儲存試驗原理相同,不同的地方是加濕過程中壓力大于大氣壓力,加速腐蝕速度,導致包裝不良產品內部腐蝕。
溫度循環(huán)試驗(TemperatureCyclingTest):利用膨脹系數的差異,使零件冷熱交替幾個循環(huán),對組件產生影響??捎糜谙蚓Я?、打線、包裝等溫度變化而失效的零件。
溫度沖擊試驗(ThermalshockTest):與溫度循環(huán)試驗原理基本相同,區(qū)別在于加速溫度變化。測量電子零件暴露在極端高低溫下的抗力,可以檢測包裝密封、晶粒結合、接線結合、基體裂縫等缺陷。
高溫壽命試驗(HightemperatureoperatingLifetest):利用高溫和電壓加速加速老化,加上信號進入,模擬組件執(zhí)行其功能狀態(tài)。IC產品的長期運行壽命通過短時間實驗進行評估。
在前面(Preconditiontest),執(zhí)行功能測量、外觀檢查、超音波掃描(SAT)、溫度循環(huán)(Temperaturecycling)、烘烤(Bake)浸泡(Moisturesoak)等程序。模擬組件在開始使用前經歷的運輸、儲存、回焊等變化作為其他可靠性測試前處理。
運輸測試(Transportationtest)
振動測試(Vibrationtest):模擬地面運輸或產品運行時產生的振動環(huán)境。通過振動行為加速組件結構中原有缺陷的惡化,導致組件機制失效。
機械沖擊試驗(mechanicalshocktest):將試件沿斜滑軌滑下,與底部障礙物碰撞,產生沖擊。
可靠性已被列為評估和測試產品的重要質量指標。長期以來,人們只使用產品的技術性能指標作為衡量電子元件質量的標志,這只反映了產品質量的一個方面,也不能反映產品質量的全貌。因為,如果產品不可靠,無論技術性能有多好,都不能發(fā)揮作用。
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