可靠性试验简介 PPT课件

5/22/08
2 AOS Confidential
接上页
▪ ESD Test （Electrostatic Discharge 静电放电测试）
– HBM ESD （Human Body Model 人体模式） – MM ESD （Machine Model 设备模式） – CDM ESD （Charged Device Model 器件放电模式）
▪ 按试验目的来划分，则可分为筛选试验、鉴定试验和验收试验 ▪ 按试验性质来划分，也可分为破坏性试验和非破坏性试验 ▪ 通常惯用的分类法，是把它归纳为五大类
– 环境试验 – 寿命试验 – 筛选试验 – 现场使用试验 – 鉴定试验
5/22/08
10 AOS Confidential
AOS 可靠性试验
▪ Precon （Precondition 预处理）
– Delamination Type （分层类型）
▪ PCT （Pressure Cooking Test 压力蒸煮试验） ▪ TC （Temperature Cycling 温度循环试验） ▪ HAST (Highly Accelerated Stress Test 高压加速寿命试验）
Item
Test Name （试验名）
Condition （条件）
1
HTS
High Temperature Storage （高温储存试验）
温度=150度, 无偏压 500hrs, 1000hrs
2
HTGB
High Temperature Gate Bias （高温Gate偏压试验）
温度=150度, Vgs=100%Vgsmax 168hrs, 500hrs, 1000hrs
submitted to electrical and thermal stress over and extended time period.
▪ 目的：评估器件在电和温度作用下的持久能力 ▪ Reference: JESD22-A108
150℃/ 100%Vgsmax
5/22/08
13 AOS Confidential
▪ 目的：评估器件在电和温度作用下的持久能力 ▪ Reference: JESD22-A108
150℃/ 80%Vdsmax
5/22/08
14 AOS Confidential
ESD test
♦ Electrostatic Discharge (ESD，静电放电) is a
single-event, rapid transfer of electrostatic charge between two objects, usually resulting when two objects at different potentials come into direct contact with each other.
浴盆曲线
Infant Mortality 初期失效率
Wear out 老化
失效率 (1/time)
5/22/08
短时间可靠性试验 (Burn-In)
Random failure 随机失效
)(
Useful Life 可用时期
)(
长时间可靠性试验 (Reliability stress test)
AOS Confidential
TC
♦ TC: Temperature cycling （温度冲击）
▪ 目的：评估元器件内部各种不同材质在热胀冷缩
作用下的界面完整性
▪ Refeห้องสมุดไป่ตู้ence: JESD22-A104-C, Mil-Std-883
150 C Air
5/22/08
AOS Confidential
-65 C Air
150℃/ no bias
5/22/08
12 AOS Confidential
HTGB
♦ HTGB: High Temperature Gate Bias （高温Gate偏压试验）
▪ Purpose: To evaluate the endurance of devices when they are
for all the environmental items in qualification; and is optional for monitor purpose.)
11
5/22/08
AOS Confidential
HTS
♦ HTS: High Temperature Storage （高温储存试验）
▪ Purpose: To evaluate the tolerance of the device to storage for
long periods at high temperature without electrical stress applied
▪ 目的：评估器件长时间储存在高温无偏压条件下的持久能力 ▪ Reference: JESD22-A103
时间
6
接上页
♦ 初期失效区域
▪ 大多数半导体元器件共性 ▪ 主要有设计，制造原因引起 ▪ 能够被筛选 ▪ 大致需要3-15个月，通常为1年
♦ 可用时期区域
▪ 随机失效, EOS（过电） ▪ 一般需要10年
♦ 老化区域
▪ 材料疲劳破坏，老化
5/22/08
7 AOS Confidential
可靠性试验
可靠性试验介绍
金杰
纲领
♦ 可靠性定义
▪ 可靠性 Vs 质量 ▪ 浴盆曲线
♦ 可靠性试验 ♦ 可靠性试验目的 ♦ 可靠性试验分类 ♦ AOS 可靠性试验类型
▪ HTS （High Temperature Storage 高温储存试验） ▪ HTGB (High Temperature Gtae Bias 高温Gate偏压试验） ▪ HTRB (High Temperature Reverse Bias 高温反相偏压试验）
5/22/08
16 AOS Confidential
MM ESD
♦ MM：Machine Model （设备模式）
♦ 设备模式ESD测试：模拟机器设备，工作夹具或其他工具 上的静电快速释放到ESD敏感元器件的ESD现象
▪ Reference: JESD22-A115
5/22/08
17 AOS Confidential
(2) Reflow: 3 次，最高温度大于260度
5
TC
Temperature cycling （温度循环试验）
零下65度 至150度 250cyc, 500cyc, 1000cyc
6
PCT / PP Autoclave
Pressure Cooker Test
Pressure Pot Test （压力蒸煮试验）
5/22/08
9 AOS Confidential
可靠性试验分类
♦ 对于不同的产品，为了达到不同的目的，可以选择不同的 可靠性试验方法。可靠性试验有多种分类方法:
▪ 以环境条件来划分,可分为包括各种应力条件下的模拟试验和现场 试验
▪ 以试验项目划分，可分为环境试验、寿命试验、加速试验和各种 特殊试验
121度, 100%RH, 205kPa(29.7psia), 96hrs
7
HAST
Highly Accelerated Stress Test （高压加速寿命试验）
130度, 85%RH, 230kPa(33.3psia), Vgs=80%Vgsmax, 100hrs
**Precon for HAST, PCT, T/C (Refer to “Preconditioning Methodology”. Preconditioning is necessary
3
HTRB
High Temperature Reverse Bias （高温反相偏压试验）
温度=150度, Vds=80%Vdsmax 168hrs, 500hrs, 1000hrs
4 **Precon
Preconditioning （预处理试验）
(1) 湿度吸收 :168小时的85度/85%相 对湿度的恒温恒湿 or 1hr PCT
♦ 可靠性试验的目标是通过模拟和加速半导体元器件在整个 寿命周期中遭遇的各种情况（包括贴片，寿命，应用和运 行）
5/22/08
8 AOS Confidential
可靠性试验目的
♦ 可靠性试验目的：
▪ 使试制阶段的产品达到预定的可靠性指标。 ▪ 对产品的制作过程起监视作用。 ▪ 根据试验制定出合理的工艺筛选条件。 ▪ 通过试验可以对产品进行可靠性鉴定或验收。 ▪ 通过试验可以研究器件的失效机理。
♦ 可靠性试验: A series of laboratory tests carried out
under known stress conditions to evaluate the life span of a device or system. （在已知试验条件情况下通过实验室试验
测试来评估器件或系统的寿命）
♦ 可靠性：产品在规定的条件下，规定的时间内完 成规定功能的能力
5/22/08
4 AOS Confidential
可靠性 Vs 质量
♦ 可靠性: 衡量器件寿命期望值，也就是说可以通过可靠性
结果计算器件需要多久持续满足规范要求。
♦ 质量：衡量器件在当前是否满足规定的标准要求。
5/22/08
5 AOS Confidential
HTRB
♦ HTRB: High Temperature Reverse Bias（高温反相偏压试
验）
▪ Purpose: To evaluate the endurance of devices when they are