老化測試座:半導(dǎo)體老化測試的重要性以及相關(guān)優(yōu)點有哪些?
半導(dǎo)體測試是一種突出的半導(dǎo)體測試方法,它能使半導(dǎo)體器件施加電應(yīng)力和熱應(yīng)力,引起固有故障。
在半導(dǎo)體中,故障一般可分為早期故障、隨機故障或磨損故障。
盡管人類無法預(yù)測自己的未來,但我們已經(jīng)能夠創(chuàng)造并應(yīng)用優(yōu)秀的技術(shù)來預(yù)測人造系統(tǒng)的未來。這些技術(shù)旨在保護某個系統(tǒng)免受損壞和故障的影響,包括傳統(tǒng)的分析方法、負載半導(dǎo)體測試、模擬和機器學(xué)習(xí)等預(yù)測。半導(dǎo)體設(shè)備中的半導(dǎo)體測試就是其中一種技術(shù),其中半導(dǎo)體組件(芯片,模塊等)在組裝到系統(tǒng)之前會進行故障半導(dǎo)體測試。安排試驗,使元件在特定電路的監(jiān)控下被迫經(jīng)歷一定的半導(dǎo)體測試條件,并分析元件的負載能力等性能。該半導(dǎo)體測試有助于確保系統(tǒng)中使用的組件(芯片,模塊等半導(dǎo)體器件)的可靠性。
半導(dǎo)體測試的重要性是什么?
半導(dǎo)體測試是一種預(yù)測方法,用于在有缺陷的電子元件進入市場或組裝成電子產(chǎn)品之前對其進行識別并取出丟棄。隨著半導(dǎo)體電子技術(shù)的進步,半導(dǎo)體測試已成為確保質(zhì)量的關(guān)鍵行業(yè)流程。除了半導(dǎo)體元件外,PCB、IC和處理器部件通常在老化條件下進行半導(dǎo)體測試。
半導(dǎo)體測試是對半導(dǎo)體器件施加電應(yīng)力和熱應(yīng)力以引起固有故障的盡早突顯的半導(dǎo)體測試方式。在半導(dǎo)體中,故障可分為以下幾類:
1.早期故障發(fā)生在設(shè)備運行的初始階段。早期故障的發(fā)生率隨著時間的推移而降低。
2.隨機故障發(fā)生的時間較長,而且故障發(fā)生率也被發(fā)現(xiàn)是恒定的。
3.在組件保質(zhì)期結(jié)束時會出現(xiàn)磨損故障。與早期和隨機故障的發(fā)生率相比,組件越來越多地經(jīng)歷磨損故障。
顯示半導(dǎo)體器件可靠性隨時間變化的曲線稱為故障率曲線,或“浴缸曲線”。觀察曲線告訴我們,如果半導(dǎo)體器件容易出現(xiàn)早期故障,則無需擔(dān)心隨機或磨損故障——其使用壽命在操作本身的早期階段就結(jié)束了。為了跟上半導(dǎo)體市場標(biāo)準(zhǔn)并保持優(yōu)質(zhì)的公司聲譽,必須采取措施提供高度可靠的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。為了確保這種可靠性,第一步是減少早期故障。
測試是提高降低早期故障率的一種方法。半導(dǎo)體中的潛在缺陷可以通過測試來檢測。當(dāng)器件施加的電壓應(yīng)力和加熱并開始運行時,潛在缺陷變得突出。大多數(shù)早期故障是由于使用有缺陷的制造材料和生產(chǎn)階段遇到的錯誤而造成的。通過進行產(chǎn)品測試,只有早期故障率低的組件才能投放市場。
產(chǎn)品測試的影響
在測試中,芯片、PCB或半導(dǎo)體器件在升高的溫度、電壓和功率循環(huán)條件下進行測試。該測試通過強制其在監(jiān)控電路下,經(jīng)歷各種苛刻的測試條件來加速設(shè)備中潛在缺陷的出現(xiàn)。半導(dǎo)體器件的負載能力是通過施加高電壓和溫度等應(yīng)力來評估的。對生產(chǎn)批次的每個組件進行測試,以確保符合制造標(biāo)準(zhǔn)并且組件可靠。
好處
測試是清除半導(dǎo)體器件初始高潛在故障(也稱為早夭率)的最佳篩選方法。能夠通過測試的設(shè)備是沒有潛在缺陷的高質(zhì)量部件,并且可以被信任并入最終應(yīng)用到產(chǎn)品組裝中。通常,在半導(dǎo)體元件的測試期間會檢測到介電故障、金屬化故障、電遷移和導(dǎo)體故障等。
半導(dǎo)體測試的類型
半導(dǎo)體測試過程通常在125℃的溫度下進行,在其整個使用壽命期間可以提供給器件的偏置電壓。老化板配合IC半導(dǎo)體測試座用于將半導(dǎo)體元件放入老化爐中。電壓施加可以是靜態(tài)的或動態(tài)的。半導(dǎo)體測試的不同類型是靜態(tài)老化、動態(tài)老化。下表比較了靜態(tài)老化和動態(tài)半導(dǎo)體測試。
靜態(tài)老化是半導(dǎo)體器件處于非工作模式下,半導(dǎo)體器件沒有輸入,其優(yōu)點包括成本低和相簡單的程序,成本相應(yīng)會更低,但是缺點是半導(dǎo)體測試設(shè)備上的所監(jiān)控的電路節(jié)點不到實際數(shù)量的一半。靜態(tài)老化一般來說也分多種情況,主要是溫度恒定輸入,供電以及監(jiān)控部分都是mV和mA級別的供電,這種屬于傳統(tǒng)的半導(dǎo)體測試。
動態(tài)老化半導(dǎo)體器件處于工作狀態(tài)下,向半導(dǎo)體器件提供輸入激勵信號,通過偵測相關(guān)的信號來判定芯片或者說半導(dǎo)體器件在老化狀態(tài)或者說極端環(huán)境下的工作狀態(tài),優(yōu)點包括能夠?qū)?nèi)部電路施加更多壓力和檢測額外的故障,動態(tài)老化更貼近半導(dǎo)體器件的實際應(yīng)用環(huán)境。
半導(dǎo)體設(shè)備的測試是最常見的篩選測試,這是有充分理由的。測試從供應(yīng)鏈中去除了早期故障和潛在缺陷概率很高的不可靠組件。這是所有主要半導(dǎo)體制造行業(yè)都推薦的流程,因為它是分析早期故障趨勢、提高可靠性和估計半導(dǎo)體器件中可用器件小時數(shù)的最佳質(zhì)量保證方法。那么上述就是有關(guān)半導(dǎo)體老化測試的重要性以及相關(guān)優(yōu)點有哪些的介紹,希望對大家有所幫助哦~