1、HTOL测试相关规范· JESD22-A108F-2017:Temperature, Bias, and Operating Life· JESD85:METHODS FOR CALCULATING FAILURE RATES IN UNITS OF FITS · JESD47K:Stress-Test-Driven Qualification of Integrated Circuits · JESD74:Early Life Failure Rate Calculation Procedure for Semiconductor Components
· BI(Burn-in) / ELFR(Early Life Failure Rate):评估早夭阶段的故障率或藉由BI手法降低出货的早夭率 -DPPM(Defect Parts Per-Million),针对失效模式中的Infant Mortality,一般测试低于48小时,车规级芯片需要100% BI测试。 · HTOL(High Temperature Operating Life):评估可使用期的寿命时间-FIT / MTTF,针对失效模式中的Wearout,一般需要测试1000小时,属于抽样测试。 2、失效模式典型浴缸曲线(Bathtub Curve)分成早夭期(Infant Mortality)、可使用期(Useful Life)及老化期(Wear out),对于不同区段的故障率评估,皆有相对应的试验手法。从浴缸曲线(Bathtub Curve) 三个区段,其故障率的统计数据及失效原因,归纳如下: · 早夭期(Infant Mortality ):故障率由高而快速下降- 失效原因为设计缺失/制程缺失。 · 可使用期(Useful Life):故障率低且稳定-失效原因随机出现(如EOS 故障) · 老化期(Wear Out):故障率会快速增加-失效原因为老化造成。 3、加速因子(Acceleration Factor)3.1、温度加速(Temperature Acceleration)备注:Eaa由芯片Fab厂提供。 JESD85A有例子如下: 3.2、电压加速(Voltage Acceleration)3.2.1、加速计算方法1(最常用)注意,JESD22-A108F明确规定,只有电压高于maximum operating voltage才能获得电压加速。也就是说,当一颗芯片在datasheet中规定的Vcc nominal值是1.1V,max值是1.21V时,VA需要比1.21V更高才能获得电压加速,而不是比1.1V高就行了。 另外,这里的电压特指的是Core电压而不是IO电压,虽然实际测试的时候IO电压一般也会升压。 3.2.2、加速计算方法2备注:上面的截图中Vu取typical值1.2V应该是不对的,应该取datasheet中的max值。 3.2.3、Core电压3.3、举例JESD47中有个例子:4、中期测试(Interim Test)一般地,在HTOL测试168小时和504小时后会分别将芯片从炉子里拿出来验证,JESD22-A108F明确规定,从炉子里拿出来再进炉子的时间间隔:· 高压芯片(> 10V):测试时间不得超过96小时 · 普通芯片:测试时间不得超过168小时 · 如果超过上述时间,则需要加测时长来弥补,如测试时间是200小时,超时200-168=32小时,则需要加测50% * 32 = 16小时 5、失效率计算,FIT(Failures In Time)表示FIT是以时间维度来表述失效率的,实际上它是描述“器件”失效率或故障率的单位。故障率(λ)是指正常工作的n个器件在运行一定时间t之后,其中丧失其规定的功能的r个器件所占的比例,公式表述为:这里λ的单位即是fit,定义是在109小时内,出现一次故障即为1fit。因此,如果某个器件失效率为100fit,则平均预期可安全工作107小时。 举例来讲,如果测试某批次的器件,被测器件共4000个,在工作了5000小时后出现了2个器件失效,则该器件的失效率λ(点估计,Point Estimation)为: MTBF与失效率的关系λ = 1/MTBFHTOL中的区间估计HOTL在计算失效率的时候,一般不采用点估计(Point Estimation),而是采用卡方分布的区间估计,如JESD47上的示例:机台信息 |