芯片可靠性測試項目及各種實驗箱

上海簡戶儀器設備有限公司是一家高科技合資企業(yè),專業(yè)生產(chǎn)銷售鹽霧箱、恒溫恒濕機、冷熱沖擊機、振動試驗機、機械沖擊機、跌落試驗機的環(huán)境試驗儀器的公司，是一家具有研發(fā)生產(chǎn)銷售經(jīng)營各類可靠性環(huán)境試驗設備的公司。經(jīng)驗豐富，并得到許多國內(nèi)外廠商的信賴與支持?，F(xiàn)在我們成為許多品牌的供應商。

可靠性試驗，是指通過試驗測定和驗證產(chǎn)品的可靠性。

研究在有限的樣本、時間和使用費用下，找出產(chǎn)品薄弱環(huán)節(jié)。

可靠性試驗是為了解、評價、分析和提高產(chǎn)品的可靠性而進行的各種試驗的總稱。

為了測定、驗證或提高產(chǎn)品可靠性而進行的試驗稱為可靠性試驗，它是產(chǎn)品可靠性工作的一個重要環(huán)節(jié)。

芯片可靠性測試主要分為環(huán)境試驗和壽命試驗兩個大項，可靠性測試是確保芯片在實際應用中能夠穩(wěn)定運行和長期可靠的關鍵步驟。

一般來說，可靠度是產(chǎn)品以標準技術條件下，在特定時間內(nèi)展現(xiàn)特定功能的能力，可靠度是量測失效的可能性，失效的比率，以及產(chǎn)品的可修護性。

根據(jù)產(chǎn)品的技術規(guī)范以及客戶的要求，我們可以執(zhí)行MIL-STD、JEDEC、IEC、JESD、AEC、andEIA等不同規(guī)范的可靠度的測試。

高溫工作壽命（HTOL, High Temperature Operating Life）

高溫壽命試驗也叫老化測試，是一種常用的芯片可靠性測試方法，通過將芯片在高溫環(huán)境下長時間運行，以模擬實際使用中的熱應力和老化過程。這種測試有助于評估芯片在高溫環(huán)境下的穩(wěn)定性和長期可靠性。

在進行熱老化測試時，芯片通常被放置在具有恒定高溫的熱槽中，持續(xù)運行一段時間，常見的測試溫度范圍為100°C至150°C。測試期間，芯片的電氣特性、性能和可靠性會被監(jiān)測和記錄。

通過熱老化測試，可以檢測到由于熱擴散、結(jié)構(gòu)破壞或材料衰變等原因引起的故障。這些故障可能包括電阻變化、電流漏泄、接觸不良、金屬遷移等。通過分析測試結(jié)果，可以評估芯片在長期高溫環(huán)境下的可靠性，并為改進設計和制造過程提供參考。

低溫工作壽命（LTOL， Low Temperature Operating Life）

LTOL測試通過在低溫下對芯片進行加速老化測試，以評估芯片在低溫條件下的可靠性和壽命。低溫工作壽命測試可以幫助制造商了解芯片在低溫環(huán)境下的穩(wěn)定性和可靠性。

在一些環(huán)境下，例如航空航天、軍事、醫(yī)療等領域，芯片需要能夠在極低的溫度下正常工作，因此對于這些應用場景來說，低溫工作壽命測試是至關重要的。

DT:跌落測試

跌落測試用于評估芯片在物理沖擊和振動環(huán)境下的穩(wěn)定性和可靠性。這種測試模擬了實際使用中可能發(fā)生的跌落或震動情況。在跌落測試中，芯片會被安裝在特制的跌落測試設備上，并進行控制的跌落或震動操作。測試設備通常會產(chǎn)生嚴格定義的沖擊或振動力度、方向和頻率，以模擬實際使用中可能遇到的物理應力。

通過跌落測試，可以檢測到由于跌落或震動引起的連接斷裂、結(jié)構(gòu)損壞、材料破裂等問題。測試期間，芯片的電氣特性、性能和可靠性會被監(jiān)測和記錄。分析跌落測試結(jié)果可以評估芯片在實際使用條件下的抗沖擊和抗振動能力，并提供改進設計和制造過程的參考。此外，跌落測試還有助于確定芯片在運輸、裝配和實際使用中的適應性和耐久性。

加速測試

大多數(shù)半導體器件的壽命在正常使用下可超過很多年。但我們不能等到若干年后再研究器件；我們必須增加施加的應力。施加的應力可增強或加快潛在的故障機制，幫助找出根本原因，并幫助 TI 采取措施防止故障模式。

在半導體器件中，常見的一些加速因子為溫度、濕度、電壓和電流。在大多數(shù)情況下，加速測試不改變故障的物理特性，但會改變觀察時間。加速條件和正常使用條件之間的變化稱為“降額"。

高加速測試是基于 JEDEC 的資質(zhì)認證測試的關鍵部分。以下測試反映了基于 JEDEC 規(guī)范 JEP47 的高加速條件。如果產(chǎn)品通過這些測試，則表示器件能用于大多數(shù)使用情況。

UHAST:加速應力測試

芯片的UHAST測試是通過施加的電壓和溫度條件來加速芯片在短時間內(nèi)的老化和故障模式。具體的UHAST測試條件，包括高溫、高濕、壓力和偏壓值，以下是一些常見的UHAST測試條件的參考數(shù)值。

高溫：通常在大約100°C至150°C的溫度范圍內(nèi)進行，具體溫度取決于芯片的設計要求和應用環(huán)境。有時候，更高的溫度也可能被用于特殊情況下的測試。

高濕度：一般的UHAST測試中，相對濕度通常保持在85%至95%之間。高濕度條件下會加劇芯片的老化和腐蝕。

壓力：測試期間施加的壓力可以通過測試裝置或封裝環(huán)境來實現(xiàn)。壓力的具體數(shù)值通常在2大氣壓（atm）至20大氣壓之間，具體數(shù)值取決于測試要求和芯片的應用場景。

偏壓：偏壓通常指施加在芯片引腳或器件上的電壓。具體的偏壓數(shù)值取決于芯片的設計和應用需求。在UHAST測試中，偏壓可以用于加速故障模式的產(chǎn)生，例如漏電流、擊穿等。

BLT:偏壓壽命試驗

BLT用于評估MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）等器件在長期偏置和高溫環(huán)境下的穩(wěn)定性和可靠性。在BLT偏壓壽命試驗中，芯片會被加以恒定的偏置電壓，并暴露于高溫環(huán)境中。偏置電壓通常是根據(jù)具體芯片規(guī)格和應用需求進行設定的。在持續(xù)的高溫和偏置條件下，芯片的特性、性能和可靠性將被監(jiān)測和記錄。

BLT測試的目的是檢測由于偏壓和高溫環(huán)境引起的偏壓老化效應。這些效應可能導致硅介質(zhì)的損失、界面陷阱的形成和能帶彎曲等問題。測試結(jié)果可以用于評估芯片在長期使用和高溫環(huán)境下的可靠性，并為設計和制造過程的改進提供參考。

BLT-LTST：低溫偏壓壽命試驗

BLT-LTST用于評估MOSFET等器件在低溫、長期偏置和高壓環(huán)境下的穩(wěn)定性和可靠性。在BLT-LTST低溫偏壓壽命試驗中，芯片會被暴露于低溫環(huán)境，并施加恒定的偏置電壓和高壓。低溫條件通常在-40°C至-60°C范圍內(nèi)設定，具體取決于芯片規(guī)格和應用需求。在持續(xù)的低溫、偏置和高壓條件下，芯片的特性、性能和可靠性將被監(jiān)測和記錄。

BLT-LTST測試的目的是檢測由于低溫偏壓和高壓環(huán)境引起的可靠性問題。這些問題可能包括硅介質(zhì)的損失、漏電流增加、接觸不良等。通過分析測試結(jié)果，可以評估芯片在低溫和偏壓環(huán)境下的可靠性，并提供改進設計和制造過程的參考。

預處理（Preconditioning）

預處理（preconditioning）是指在芯片可靠性測試之前對芯片進行一些特定的處理，以達到特定的測試目的。預處理通常包括兩個步驟：溫度循環(huán)和濕度循環(huán)。

溫度循環(huán)通常包括高溫和低溫，用于模擬芯片在實際應用中遇到的高溫和低溫環(huán)境。濕度循環(huán)則用于模擬芯片在潮濕環(huán)境下的工作情況，從而評估芯片在濕度環(huán)境下的可靠性。

溫度循環(huán)（TCT, Temperature Cycling Test）

溫度循環(huán)測試旨在評估芯片在溫度變化環(huán)境下的穩(wěn)定性和可靠性。這種測試模擬了實際使用中由于溫度變化引起的熱應力和材料疲勞。在溫度循環(huán)測試中，芯片會在不同溫度之間進行循環(huán)暴露。通常，測試會在兩個或多個不同的溫度點之間進行切換，例如從低溫（如-40°C）到高溫（如125°C）。每個溫度點的暴露時間可以根據(jù)需要進行調(diào)整。

通過溫度循環(huán)測試，可以檢測到由于溫度變化引起的結(jié)構(gòu)應力、熱膨脹差異、焊點疲勞等問題。這些問題可能導致接觸不良、焊接斷裂、金屬疲勞等故障。測試期間，芯片的電氣特性、性能和可靠性會被監(jiān)測和記錄。

EFR/ELFR:早期失效壽命試驗

早期失效壽命試驗旨在評估芯片在其使用壽命的早期階段內(nèi)是否存在任何潛在的故障或失效。這種測試通常在芯片制造過程中或產(chǎn)品開發(fā)的早期階段進行。它涉及加速測試和高度應力環(huán)境下的芯片運行。通過施加高溫、高電壓、高頻率等條件，使芯片在短時間內(nèi)暴露于更嚴苛的環(huán)境，以模擬實際使用中的應力情況。

早期失效壽命試驗的目標是提前發(fā)現(xiàn)潛在的故障和不良，以便進行適當?shù)母倪M和調(diào)整。通過分析測試結(jié)果，可以確定芯片設計和制造過程中的弱點，并采取相應措施來提高芯片的可靠性和壽命。

高溫存儲（HTSL, High Temperature Storage Life）

高溫存儲是指在芯片可靠性測試中，通過將芯片長時間存放在高溫環(huán)境下，來評估芯片在高溫環(huán)境下的可靠性和壽命。

在高溫存儲測試中，芯片通常被置于高溫環(huán)境中（通常為125℃到175℃）存放一段時間，例如1000小時或更長時間。這樣的高溫環(huán)境可以加速芯片老化過程，從而更快地確定芯片在實際應用中的可靠性和壽命。

HTS（也稱為“烘烤"或 HTSL）用于確定器件在高溫下的長期可靠性。與 HTOL 不同，器件在測試期間不處于運行條件下。

高加速溫濕度應力試驗（HAST, Highly Accelerated Temperature and Humidity Stress Test）

在HAST測試中，**芯片被置于一個高溫高濕的環(huán)境下（通常為85℃和85%相對濕度），并且在高溫高濕的環(huán)境下施加電壓或電流進行加速老化。**這種的環(huán)境可以加速元器件的老化過程，并導致元器件在較短時間內(nèi)失效，從而可以提前發(fā)現(xiàn)元器件的潛在問題。

HAST測試的優(yōu)點是加速老化速度，因此可以在相對較短的時間內(nèi)獲得元器件的可靠性信息。此外，它還可以提供更大的濕度差異，從而更好地模擬實際應用中的濕度環(huán)境。

溫濕度偏壓高加速應力測試(BHAST)

根據(jù) JESD22-A110 標準，THB 和 BHAST 讓器件經(jīng)受高溫高濕條件，同時處于偏壓之下，其目標是讓器件加速腐蝕。THB 和 BHAST 用途相同，但 BHAST 條件和測試過程讓可靠性團隊的測試速度比 THB 快得多。

恒溫恒濕偏壓壽命試驗（THB, Steady State Temperature Humidity Bias Life Test）

在THB測試中，元器件通常會被置于一個高溫高濕的環(huán)境中（通常為85℃和85%相對濕度），并施加一個恒定的電壓或電流偏壓。測試持續(xù)時間可以根據(jù)元器件類型和應用來確定，通常為數(shù)百小時至數(shù)千小時。

無偏壓高加速溫濕度應力試驗（UHAST, Unbias Highly Accelerated Temperature and Humidity Stress Test）

與傳統(tǒng)的高加速溫濕度應力試驗（HAST）不同，UHAST測試不施加電壓或電流偏壓，只是在高溫高濕的環(huán)境下對樣品進行加速老化。

通常，UHAST測試的條件是85℃和85%相對濕度，而測試時間可以根據(jù)元器件類型和應用來確定，通常為數(shù)百小時至數(shù)千小時。

早期壽命失效率（ELFR, Early Life Failure Rate）

早期壽命失效率是指在元器件使用壽命中的早期階段內(nèi)發(fā)生故障的概率。通常，元器件的壽命被分為三個階段：早期壽命、中期壽命和晚期壽命。在元器件的早期壽命階段，由于制造過程、材料缺陷或其他因素，元器件可能會出現(xiàn)早期故障。通常用單位時間內(nèi)的故障數(shù)來表示。例如，如果元器件在1000小時內(nèi)發(fā)生了5次故障，那么它的早期壽命失效率為5/1000 = 0.005故障/小時。

潮濕敏感度等級（Moisture Sensitivity Levels）

潮濕敏感度等級是表征電子元器件對潮濕度的敏感程度的等級。在制造、存儲和運輸過程中，潮濕度會對元器件造成損害，如金屬氧化、絕緣降低等。因此，電子元器件的MSL等級被用來指導元器件的存儲、運輸和焊接等工藝過程，以確保元器件的可靠性。

MSL等級通常用數(shù)字來表示，數(shù)字越小表示元器件對潮濕度的敏感程度越高，需要采取更加嚴格的控制措施。例如，MSL-1表示元器件對潮濕度的敏感度，可以在長時間的恒溫恒濕環(huán)境下存儲；而MSL-6表示元器件對潮濕度的敏感度最高，必須在特定的焊接時間內(nèi)焊接，并且不能超的存儲時間。

高壓蒸煮（Pressure Cook Test）

高壓蒸煮是一種測試芯片耐受高溫高壓的實驗。在這種實驗中，芯片通常被放置在一個高壓容器中，容器內(nèi)充滿高壓蒸汽，并加熱到高溫，以模擬芯片在環(huán)境下的使用情況。

在實驗期間，芯片可能會暴露于高溫高壓環(huán)境中，這可能會對芯片的性能產(chǎn)生不良影響，如導致芯片損壞、失效、電性能變差等。因此，通過高壓蒸煮實驗可以測試芯片在環(huán)境下的耐受能力，以確保芯片的可靠性。

閂鎖測試（Latch-up）

閂鎖測試是一種測試芯片在環(huán)境下是否會出現(xiàn)意外斷電等異常情況的測試。

該測試會在芯片的電源輸入端加入一個電壓保護器，然后在芯片正常運行的情況下，用一個高速開關控制電源輸入端的電源開關，模擬突然斷電的情況，從而測試芯片在此情況下的表現(xiàn)和恢復能力。

靜電放電(ESD)

**靜電荷是靜置時的非平衡電荷。**通常情況下，它是由絕緣體表面相互摩擦或分離產(chǎn)生；一個表面獲得電子，而另一個表面失去電子。其結(jié)果是稱為靜電荷的不平衡的電氣狀況。

當靜電荷從一個表面移到另一個表面時，它便成為靜電放電 (ESD)，并以微型閃電的形式在兩個表面之間移動。

當靜電荷移動時，就形成了電流，因此可以損害或破壞柵極氧化層、金屬層和結(jié)。

JEDEC 通過兩種方式測試 ESD：

• 1.人體放電模型 (HBM)

一種組件級應力，用于模擬人體通過器件將累積的靜電荷釋放到地面的行為。

• 2.帶電器件模型 (CDM)

一種組件級應力，根據(jù) JEDEC JESD22-C101 規(guī)范，模擬生產(chǎn)設備和過程中的充電和放電事件。

實驗室儀器

測試項目：高溫測試、低溫測試、快速溫變測試、冷熱沖擊測試、溫度循環(huán)測試、濕熱測試、鹽霧測試、結(jié)露測試等。

主要設備：高低溫交變濕熱箱、恒溫恒濕箱、絕緣電阻劣化離子遷移評估系統(tǒng)、多通道測試系統(tǒng)、溫度循環(huán)箱TC、溫度沖擊箱TS、鹽霧試驗機、高壓老化機等。

1.快速溫變試驗箱

用于電工、電子產(chǎn)品整機及零部件進行耐寒、耐熱試驗，溫度快速變化或漸變條件下的環(huán)境應力篩選試驗。

2.冷熱沖擊試驗箱

用于測試材料結(jié)構(gòu)或復合材料,在瞬間經(jīng)溫以及極低溫的連續(xù)環(huán)境下所能忍受的程度，最短時間內(nèi)檢測試樣因熱脹冷縮所引起的化學變化或物理傷害。

3.加速老化試驗箱

用于IC封裝，半導體，微電子芯片，磁性材料及其它電子零件進行高壓、高溫、不飽和/飽和濕熱、等加速壽命信賴性試驗，使用于產(chǎn)品的設計階段，快速暴露產(chǎn)品設計薄弱環(huán)節(jié)或測試其制品的密封性和老化性能。

4.鹽霧試驗機

鹽霧機通過考核對材料及其防護層的鹽霧腐蝕的能力，以及相似防護層的工藝質(zhì)量比較，同時可考核某些產(chǎn)品抗鹽霧腐蝕的能力；該產(chǎn)品造用于零部件、電子元件、金屬材料的防護層以及工業(yè)產(chǎn)品的鹽霧腐蝕試驗。

關于我們

上海簡戶儀器設備有限公司是一家高科技合資企業(yè),生產(chǎn)銷售鹽霧箱、恒溫恒濕機、冷熱沖擊機、振動試驗機、機械沖擊機、跌落試驗機的環(huán)境試驗儀器的公司，研發(fā)生產(chǎn)銷售經(jīng)營各類可靠性環(huán)境試驗設備。經(jīng)驗豐富，并得到許多國內(nèi)外廠商的信賴與支持。自公司成立以來,多次服務于國內(nèi)外大學和研究所等檢測機構(gòu),如清華大學、蘇州大學、哈爾濱工業(yè)大學、北京工業(yè)大學、法國申美檢測、中科院物理所、中科院，SGS等**單位提供實施室方案和設備及其相關服務。努力開發(fā)半導體、光電、光通訊、航天太空、生物科技、食品、化工、制藥等行業(yè)產(chǎn)品所需的測試設備裝置。公司擁有一支的研發(fā)、生產(chǎn)和售後隊伍，從產(chǎn)品的研發(fā)到售后服務，每一個環(huán)節(jié)都以客戶的觀點與需求作為思考的出發(fā)點。

為適應市場快速變化及客戶多樣化的要求，上海簡戶儀器設備有限公司研發(fā)了性能與可靠性**JianHuTest產(chǎn)品系列.從精密零件到電腦資訊系統(tǒng)及有線無線通訊產(chǎn)業(yè)，均可提供高品質(zhì)的設備與完善的售后服務。

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• 　上海簡戶榮獲企業(yè)，表明上海簡戶在技術、科技成果轉(zhuǎn)化、擁有自主知識產(chǎn)權等方面得到了國家的高度認可。簡戶一直秉承"服務以人為本"的宗旨，為廣大客戶提供精良的設備及優(yōu)質(zhì)的服務，提供的送貨上門、安裝調(diào)試、一年的設備保養(yǎng)、終身維修，技術指導服務。始終如一的以"努力、合作、飛躍"的精神自我完善、不斷發(fā)展、讓客戶與公司實現(xiàn)雙贏局面。
  

• 簡戶是集設計、銷售、研發(fā)、維修服務等為一體的綜合集團公司，從產(chǎn)品的研發(fā)到售后服務，每一個環(huán)節(jié)之間，都以客戶的觀點與需求作為思考的出發(fā)點，提供的環(huán)境設備。公司創(chuàng)始人從事儀器設備行業(yè)20余年，經(jīng)驗豐富、資歷雄厚，帶領簡戶公司全體同仁攜手共建輝煌明天。公司成立以來，積極投入電子電工，航空，航天，生物科技，各大院校，及科研單位等行業(yè)所需的產(chǎn)品測試設備裝置。
  

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• 簡戶擁有一支的研發(fā)、生產(chǎn)和售后服務隊伍，從產(chǎn)品的研發(fā)到售后服務，每一個環(huán)節(jié)都以客戶的觀點與需求作為思考的出發(fā)點，目前擁有博士學位2人，碩士5人，參與環(huán)境試驗箱國家標準起草和發(fā)行。企業(yè)制定標準，行業(yè)里通過ISO9001。是中國儀器儀表學會會員和理事單位。曾榮獲CCTV《中國儀器儀表20強品牌》殊榮，2010年入駐上海世博會民企館。簡戶自創(chuàng)辦以來，參與3項國家標準起草與制定，獲得40+件原創(chuàng)知識產(chǎn)權、軟著、集成電路)，6次獲得上?？萍夹椭行∑髽I(yè)稱號，合作過3200+家合作客戶(其中世界500強高校600家)。
  

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• 簡戶儀器今后必將牢記為客戶提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品和服務的宗旨，不忘為行業(yè)貢獻前沿科學和技術的初心，再接再厲，砥礪前行！

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