可靠性测试与效应分析

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可靠性测试与失效分析
失效机理
5.失效机理
热效应 金线热疲劳而断开、塑封体裂纹引起密封性失效、粘片层空洞引起热 阻增大、钝化层开裂、芯片开裂、铝再结构造成开/短路、键合处出 现紫斑开路等
化学效应 引脚腐蚀、塑封/界面/裂纹吸湿引起铝线腐蚀/键合区电化学腐蚀、 水汽带入的离子引起漏电、塑封体中的杂质离子引起漏电等
新的可靠性评估方法是改评估产品为评估生产线，相信合格的生 产线能把可靠性做到产品中去。
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可靠性测试与失效分析
失效率
4.失效率(Failure rate)
失效率是可靠性测试中最关键的参数。 失效率某时刻尚未失效的器件继续工作下去时在单位时间内失效的几 率。 通常以 FIT（Failure In Time）作单位，1FIT=10亿个产品1小时 内失效1个或1000小时内1ppm的失效率。 失效率的倒数表示两个失效之间的间隔时间，即MTBF （Mean Time Between Failure）。
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可靠性测试与失效分析
失效率
Tier
Typical
Power-On
Examples of Typical Applications
Application Use- Hours
Time
Commercial 5 years
Part time
PC’s, consumer electronics, portable telecom products, PDA’s, etc.
可靠性试验
3.可靠性试验
可靠性试验是评估产品一定时间内可靠性水平,暴露存在的问题。 规定条件—环境条件(温度/湿度/振动等)，负载大小，工作方式等。 规定时间—随时间推移，产品可靠度下降。 规定功能—所有功能和技术指标。
可靠性是设计并制作在产品内的，而不是试验出来的。可靠性试 验只能降低用户的风险。
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可靠性测试与失效分析
质量与可靠性
➢质量与可靠性的相关性 质量提高，器件的一致性变好(如参数分布等) 器件的一致性更好，可靠性则更均匀(uniform)。 质量缺陷的问题被解决，则该缺陷引起的可靠性失效则不 会发生。 更进一步说，高质量等于高可靠性。
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Industrial
10 years
Part time / Full time
Installed telecom equipment, work stations, servers, warehouse equipment, etc.
Automotive 10-20 years
Custom
Various
电效应 强电场导致栅氧击穿/MOS电容击穿、 大电流发热导致多晶电阻烧 毁/PN结区硅烧熔/金属间电弧/铝烧熔/塑封碳化等。
机械应力 振动、加速度、应力等
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可靠性测试与失效分析
抽样数和可接受失效数
6.抽样数和可接受失效数
抽样数和可接受失效数由可接受的产品不合格质量水平及可信度推算。 通常的抽样77pcs允许1pc失效对应的可接受不合格质量水平的不合
Part time / Full time
“under the hood”, drive train control, or safety equipment
Part time / Full Applications with specific customer
time
requirements
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可靠性测试 与
失效分析
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可靠性测试与失效分析
可靠性基本概念
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可靠性测试与失效分析
前言
1.前言
质量（Quality）和可靠性（Reliability）是IC产品的生命，好 的品质及使用的耐力是一颗优秀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，验证后的结果分析(Failure analysis), 如何进行提高 (Improvement). 解决了这些问题，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。
本文中将介绍可靠性的定义,测试方法和标准, 失效机理以及失 效分析方法。
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可靠性测试与失效分析
质量与可靠性
2.质量与可靠性
➢ 质量是一组固有特性满足要求的程度 质量是对满足程度的描述，满足要求的程度的高低反映为质量的好坏， 在比较质量的优劣时，应注意在同一等级上进行比较。
➢ 可靠性: 产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力 可靠性的概率度量称可靠度(即完成规定功能的概率)。 产品或产品的一部分不能或将不能完成规定功能(Spec)的事件或 状态称故障，对电子元器件来说亦称失效。
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可靠性测试与失效分析
Failure Rate
早期失效
Infant Mortality
随机失效
Product Life Time
有用寿命期
Commercial Industrial Automotive Custom
5 years 10 years 10-20 years Various
) 格率为5%/1000hrs(50ppm
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可靠性测试与失效分析
失效率
磨损失效
Wear Out
Time
失效率曲线示意图 (Bathtub curve)
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失效率
早期失效：产品本身存在的缺陷（设计缺陷/工艺缺陷）造成，改进 设计/材料/工艺的质量管理，可明显改善早期失效率
偶然失效：失效率低且稳定，不当应用是失效主要原因
耗损失效：磨损、老化、疲劳等引起产品性能恶化。如缓慢的化学变 化使材料退化，压焊点氧化等
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可靠性测试与失效分析
失效率
例 有100块IC，在1000小时内失效5块，在1000～1010小时失效38
块，求t＝1000，和t＝1010h的失效率的估计值？ λ(0）＝5/1000(100-0)=5×10－5/h＝50000 Fit λ(1000)＝38/(1010-1000)(100-5)＝0.4% h－1