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半导体老化测试重要性及测试方式和相关优缺点

时间:2023-02-16 10:22来源:IC Socketman 闪德半导体 作者:ictest8_edit 点击:

 老化测试的影响

 
在老化测试中,芯片、PCB 或半导体器件在升高的温度、电压和功率循环条件下进行测试。该测试通过强制其在监控电路下,经历各种苛刻的老化测试条件来加速设备中潜在缺陷的出现。
 
半导体器件的负载能力是通过施加高电压和温度等应力来评估的。对生产批次的每个组件进行老化测试,以确保符合制造标准并且组件可靠。
 
 
 
静动态老化测试
 
好处
 
老化测试是清除半导体器件初始高潜在故障(也称为早夭率)的最佳筛选方法。能够通过老化测试的设备是没有潜在缺陷的高质量部件,并且可以被信任并入最终应用到产品组装中。通常,在半导体元件的老化测试期间会检测到介电故障、金属化故障、电迁移和导体故障等。
 
缺点
 
老化测试是找出半导体器件使用寿命的一种估计方法。但是,老化测试会缩短设备的总寿命。即使有用的器件小时数不受影响,器件应力分布、效率、抗电过应力 (EOS) 和静电放电 (ESD) 能力也会受到长时间施加极端电压和温度的不利影响老化测试期间的时间。使用老化测试筛选的半导体组件会随着时间的推移而退化,需要更换。因此,老化过程间接增加了维护成本。
 
老化测试的类型
 
老化测试过程通常在 125℃ 的温度下进行,在其整个使用寿命期间可以提供给器件的偏置电压。老化板配合IC老化测试座用于将半导体元件放入老化炉中。电压施加可以是静态的或动态的。老化测试的不同类型是静态老化、动态老化。下表比较了静态老化和动态老化测试。
 
静态老化是半导体器件处于非工作模式下,半导体器件没有输入,其优点包括成本低和相简单的程序,成本相应会更低,但是缺点是老化测试设备上的所监控的电路节点不到实际数量的一半。静态老化一般来说也分多种情况,主要是温度恒定输入,供电以及监控部分都是mV和mA级别的供电,这种属于传统的老化测试;
 
动态老化半导体器件处于工作状态下,向半导体器件提供输入激励信号,通过侦测相关的信号来判定芯片或者说半导体器件在老化状态或者说极端环境下的工作状态,优点包括能够对内部电路施加更多压力和检测额外的故障,动态老化更贴近半导体器件的实际应用环境。
 
 
 
半导体电路
 
半导体设备的老化测试是最常见的筛选测试,这是有充分理由的。老化测试从供应链中去除了早期故障和潜在缺陷概率很高的不可靠组件。 
这是所有主要半导体制造行业都推荐的流程,因为它是分析早期故障趋势、提高可靠性和估计半导体器件中可用器件小时数的最佳质量保证方法。
 
 


 
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