可靠性测试
加速测试
大多数半导体器件的寿命在正常使用下可超过很多年。但我们不能等到若干年后再研究器件;我们必须增加施加的应力。施加的应力可增强或加快潜在的故障机制,帮助找出根本原因,并帮助 TI 采取措施防止故障模式。
在半导体器件中,常见的一些加速因子为温度、湿度、电压和电流。在大多数情况下,加速测试不改变故障的物理特性,但会改变观察时间。加速条件和正常使用条件之间的变化称为“降额”。
以下是常见的半导体可靠性测试项目和条件:
类别 |
测试项目 |
测试条件 |
测试时间 |
样品数 |
判定 |
参考标准 |
寿命试验 |
HTGB |
Ta=150℃,100%VgsMax |
168/500 hrs |
77Pcs |
0/1 |
JESD22-A108 |
HTRB |
Ta=150℃,80%VdsMax |
168/500 hrs |
77Pcs |
0/1 |
JESD22-A108 |
|
环境应力实验 |
Precondition |
30℃/60%RH+3 cycle reflow@260℃ (MSL3) |
192hrs |
77Pcs |
0/1 |
JESD22-A113 |
HTST |
Ta=150℃ |
168/500 hrs |
77Pcs |
0/1 |
JESD22-A103 |
|
TCT |
-65~150℃ |
500Cycle |
77Pcs |
0/1 |
JESD22-A104 |
|
UHAST |
130℃/85%RH/33.3psia |
96hrs |
77Pcs |
0/1 |
JESD22-A118 |
|
PCT |
121℃/100%RH/29.7psia |
96hrs |
77Pcs |
0/1 |
JESD22-A102 |
|
THT |
85℃/85%RH |
168/500 hrs |
77Pcs |
0/1 |
JESD22-A102 |
|
H3TRB |
85℃,85%RH,80% VDS, up to 100V |
168/500/1000hrs |
77Pcs |
0/1 |
JESD22-A101 |
|
IOL |
△Tj>100℃ |
Package dependent |
77Pcs |
0/1 |
MIL-STD-750 Method 1037 |
静电放电 (ESD)
静电荷是静置时的非平衡电荷。通常情况下,它是由绝缘体表面相互摩擦或分离产生;一个表面获得电子,而另一个表面失去电子。其结果是称为静电荷的不平衡的电气状况。当静电荷从一个表面移到另一个表面时,它便成为静电放电 (ESD),并以微型闪电的形式在两个表面之间移动。当静电荷移动时,就形成了电流,因此可以损害或破坏栅极氧化层、金属层和结。
JEDEC 通过两种方式测试 ESD:
1.人体放电模型 (HBM)
一种组件级应力,用于模拟人体通过器件将累积的静电荷释放到地面的行为。
2.带电器件模型 (CDM)
一种组件级应力,根据 JEDEC JESD22-C101 规范,模拟生产设备和过程中的充电和放电事件。