芯片可靠性测试项目及各种实验箱
时间：2024-06-04 阅读：691
芯片可靠性测试项目及各种实验箱
上海简户仪器设备有限公司是一家高科技合资企业,专业生产销售盐雾箱、恒温恒湿机、冷热冲击机、振动试验机、机械冲击机、跌落试验机的环境试验仪器的公司，是一家具有研发生产销售经营各类可靠性环境试验设备的公司。经验丰富，并得到许多国内外厂商的信赖与支持。现在我们成为许多品牌的供应商。
可靠性试验，是指通过试验测定和验证产品的可靠性。
研究在有限的样本、时间和使用费用下，找出产品薄弱环节。
可靠性试验是为了解、评价、分析和提高产品的可靠性而进行的各种试验的总称。
为了测定、验证或提高产品可靠性而进行的试验称为可靠性试验，它是产品可靠性工作的一个重要环节。
芯片可靠性测试主要分为环境试验和寿命试验两个大项，可靠性测试是确保芯片在实际应用中能够稳定运行和长期可靠的关键步骤。
一般来说，可靠度是产品以标准技术条件下，在特定时间内展现特定功能的能力，可靠度是量测失效的可能性，失效的比率，以及产品的可修护性。
根据产品的技术规范以及客户的要求，我们可以执行MIL-STD、JEDEC、IEC、JESD、AEC、andEIA等不同规范的可靠度的测试。
高温工作寿命（HTOL, High Temperature Operating Life）
高温寿命试验也叫老化测试，是一种常用的芯片可靠性测试方法，通过将芯片在高温环境下长时间运行，以模拟实际使用中的热应力和老化过程。这种测试有助于评估芯片在高温环境下的稳定性和长期可靠性。
在进行热老化测试时，芯片通常被放置在具有恒定高温的热槽中，持续运行一段时间，常见的测试温度范围为100°C至150°C。测试期间，芯片的电气特性、性能和可靠性会被监测和记录。
通过热老化测试，可以检测到由于热扩散、结构破坏或材料衰变等原因引起的故障。这些故障可能包括电阻变化、电流漏泄、接触不良、金属迁移等。通过分析测试结果，可以评估芯片在长期高温环境下的可靠性，并为改进设计和制造过程提供参考。
低温工作寿命（LTOL， Low Temperature Operating Life）
LTOL测试通过在低温下对芯片进行加速老化测试，以评估芯片在低温条件下的可靠性和寿命。低温工作寿命测试可以帮助制造商了解芯片在低温环境下的稳定性和可靠性。
在一些环境下，例如航空航天、军事、医疗等领域，芯片需要能够在极低的温度下正常工作，因此对于这些应用场景来说，低温工作寿命测试是至关重要的。
DT:跌落测试
跌落测试用于评估芯片在物理冲击和振动环境下的稳定性和可靠性。这种测试模拟了实际使用中可能发生的跌落或震动情况。在跌落测试中，芯片会被安装在特制的跌落测试设备上，并进行控制的跌落或震动操作。测试设备通常会产生严格定义的冲击或振动力度、方向和频率，以模拟实际使用中可能遇到的物理应力。
通过跌落测试，可以检测到由于跌落或震动引起的连接断裂、结构损坏、材料破裂等问题。测试期间，芯片的电气特性、性能和可靠性会被监测和记录。分析跌落测试结果可以评估芯片在实际使用条件下的抗冲击和抗振动能力，并提供改进设计和制造过程的参考。此外，跌落测试还有助于确定芯片在运输、装配和实际使用中的适应性和耐久性。
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”。
高加速测试是基于 JEDEC 的资质认证测试的关键部分。以下测试反映了基于 JEDEC 规范 JEP47 的高加速条件。如果产品通过这些测试，则表示器件能用于大多数使用情况。
UHAST:加速应力测试
芯片的UHAST测试是通过施加的电压和温度条件来加速芯片在短时间内的老化和故障模式。具体的UHAST测试条件，包括高温、高湿、压力和偏压值，以下是一些常见的UHAST测试条件的参考数值。
高温：通常在大约100°C至150°C的温度范围内进行，具体温度取决于芯片的设计要求和应用环境。有时候，更高的温度也可能被用于特殊情况下的测试。
高湿度：一般的UHAST测试中，相对湿度通常保持在85%至95%之间。高湿度条件下会加剧芯片的老化和腐蚀。
压力：测试期间施加的压力可以通过测试装置或封装环境来实现。压力的具体数值通常在2大气压（atm）至20大气压之间，具体数值取决于测试要求和芯片的应用场景。
偏压：偏压通常指施加在芯片引脚或器件上的电压。具体的偏压数值取决于芯片的设计和应用需求。在UHAST测试中，偏压可以用于加速故障模式的产生，例如漏电流、击穿等。
BLT:偏压寿命试验
BLT用于评估MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）等器件在长期偏置和高温环境下的稳定性和可靠性。在BLT偏压寿命试验中，芯片会被加以恒定的偏置电压，并暴露于高温环境中。偏置电压通常是根据具体芯片规格和应用需求进行设定的。在持续的高温和偏置条件下，芯片的特性、性能和可靠性将被监测和记录。
BLT测试的目的是检测由于偏压和高温环境引起的偏压老化效应。这些效应可能导致硅介质的损失、界面陷阱的形成和能带弯曲等问题。测试结果可以用于评估芯片在长期使用和高温环境下的可靠性，并为设计和制造过程的改进提供参考。
BLT-LTST：低温偏压寿命试验
BLT-LTST用于评估MOSFET等器件在低温、长期偏置和高压环境下的稳定性和可靠性。在BLT-LTST低温偏压寿命试验中，芯片会被暴露于低温环境，并施加恒定的偏置电压和高压。低温条件通常在-40°C至-60°C范围内设定，具体取决于芯片规格和应用需求。在持续的低温、偏置和高压条件下，芯片的特性、性能和可靠性将被监测和记录。
BLT-LTST测试的目的是检测由于低温偏压和高压环境引起的可靠性问题。这些问题可能包括硅介质的损失、漏电流增加、接触不良等。通过分析测试结果，可以评估芯片在低温和偏压环境下的可靠性，并提供改进设计和制造过程的参考。
预处理（Preconditioning）
预处理（preconditioning）是指在芯片可靠性测试之前对芯片进行一些特定的处理，以达到特定的测试目的。预处理通常包括两个步骤：温度循环和湿度循环。
温度循环通常包括高温和低温，用于模拟芯片在实际应用中遇到的高温和低温环境。湿度循环则用于模拟芯片在潮湿环境下的工作情况，从而评估芯片在湿度环境下的可靠性。
温度循环（TCT, Temperature Cycling Test）
温度循环测试旨在评估芯片在温度变化环境下的稳定性和可靠性。这种测试模拟了实际使用中由于温度变化引起的热应力和材料疲劳。在温度循环测试中，芯片会在不同温度之间进行循环暴露。通常，测试会在两个或多个不同的温度点之间进行切换，例如从低温（如-40°C）到高温（如125°C）。每个温度点的暴露时间可以根据需要进行调整。
通过温度循环测试，可以检测到由于温度变化引起的结构应力、热膨胀差异、焊点疲劳等问题。这些问题可能导致接触不良、焊接断裂、金属疲劳等故障。测试期间，芯片的电气特性、性能和可靠性会被监测和记录。
EFR/ELFR:早期失效寿命试验
早期失效寿命试验旨在评估芯片在其使用寿命的早期阶段内是否存在任何潜在的故障或失效。这种测试通常在芯片制造过程中或产品开发的早期阶段进行。它涉及加速测试和高度应力环境下的芯片运行。通过施加高温、高电压、高频率等条件，使芯片在短时间内暴露于更严苛的环境，以模拟实际使用中的应力情况。
早期失效寿命试验的目标是提前发现潜在的故障和不良，以便进行适当的改进和调整。通过分析测试结果，可以确定芯片设计和制造过程中的弱点，并采取相应措施来提高芯片的可靠性和寿命。
高温存储（HTSL, High Temperature Storage Life）
高温存储是指在芯片可靠性测试中，通过将芯片长时间存放在高温环境下，来评估芯片在高温环境下的可靠性和寿命。
在高温存储测试中，芯片通常被置于高温环境中（通常为125℃到175℃）存放一段时间，例如1000小时或更长时间。这样的高温环境可以加速芯片老化过程，从而更快地确定芯片在实际应用中的可靠性和寿命。
HTS（也称为“烘烤”或 HTSL）用于确定器件在高温下的长期可靠性。与 HTOL 不同，器件在测试期间不处于运行条件下。
高加速温湿度应力试验（HAST, Highly Accelerated Temperature and Humidity Stress Test）
在HAST测试中，**芯片被置于一个高温高湿的环境下（通常为85℃和85%相对湿度），并且在高温高湿的环境下施加电压或电流进行加速老化。**这种的环境可以加速元器件的老化过程，并导致元器件在较短时间内失效，从而可以提前发现元器件的潜在问题。
HAST测试的优点是加速老化速度，因此可以在相对较短的时间内获得元器件的可靠性信息。此外，它还可以提供更大的湿度差异，从而更好地模拟实际应用中的湿度环境。
温湿度偏压高加速应力测试(BHAST)
根据 JESD22-A110 标准，THB 和 BHAST 让器件经受高温高湿条件，同时处于偏压之下，其目标是让器件加速腐蚀。THB 和 BHAST 用途相同，但 BHAST 条件和测试过程让可靠性团队的测试速度比 THB 快得多。
恒温恒湿偏压寿命试验（THB, Steady State Temperature Humidity Bias Life Test）
在THB测试中，元器件通常会被置于一个高温高湿的环境中（通常为85℃和85%相对湿度），并施加一个恒定的电压或电流偏压。测试持续时间可以根据元器件类型和应用来确定，通常为数百小时至数千小时。
无偏压高加速温湿度应力试验（UHAST, Unbias Highly Accelerated Temperature and Humidity Stress Test）
与传统的高加速温湿度应力试验（HAST）不同，UHAST测试不施加电压或电流偏压，只是在高温高湿的环境下对样品进行加速老化。
通常，UHAST测试的条件是85℃和85%相对湿度，而测试时间可以根据元器件类型和应用来确定，通常为数百小时至数千小时。
早期寿命失效率（ELFR, Early Life Failure Rate）
早期寿命失效率是指在元器件使用寿命中的早期阶段内发生故障的概率。通常，元器件的寿命被分为三个阶段：早期寿命、中期寿命和晚期寿命。在元器件的早期寿命阶段，由于制造过程、材料缺陷或其他因素，元器件可能会出现早期故障。通常用单位时间内的故障数来表示。例如，如果元器件在1000小时内发生了5次故障，那么它的早期寿命失效率为5/1000 = 0.005故障/小时。
潮湿敏感度等级（Moisture Sensitivity Levels）
潮湿敏感度等级是表征电子元器件对潮湿度的敏感程度的等级。在制造、存储和运输过程中，潮湿度会对元器件造成损害，如金属氧化、绝缘降低等。因此，电子元器件的MSL等级被用来指导元器件的存储、运输和焊接等工艺过程，以确保元器件的可靠性。
MSL等级通常用数字来表示，数字越小表示元器件对潮湿度的敏感程度越高，需要采取更加严格的控制措施。例如，MSL-1表示元器件对潮湿度的敏感度，可以在长时间的恒温恒湿环境下存储；而MSL-6表示元器件对潮湿度的敏感度最高，必须在特定的焊接时间内焊接，并且不能超的存储时间。
高压蒸煮（Pressure Cook Test）
高压蒸煮是一种测试芯片耐受高温高压的实验。在这种实验中，芯片通常被放置在一个高压容器中，容器内充满高压蒸汽，并加热到高温，以模拟芯片在环境下的使用情况。
在实验期间，芯片可能会暴露于高温高压环境中，这可能会对芯片的性能产生不良影响，如导致芯片损坏、失效、电性能变差等。因此，通过高压蒸煮实验可以测试芯片在环境下的耐受能力，以确保芯片的可靠性。
闩锁测试（Latch-up）
闩锁测试是一种测试芯片在环境下是否会出现意外断电等异常情况的测试。
该测试会在芯片的电源输入端加入一个电压保护器，然后在芯片正常运行的情况下，用一个高速开关控制电源输入端的电源开关，模拟突然断电的情况，从而测试芯片在此情况下的表现和恢复能力。
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。
实验室仪器
测试项目：高温测试、低温测试、快速温变测试、冷热冲击测试、温度循环测试、湿热测试、盐雾测试、结露测试等。
主要设备：高低温交变湿热箱、恒温恒湿箱、绝缘电阻劣化离子迁移评估系统、多通道测试系统、温度循环箱TC、温度冲击箱TS、盐雾试验机、高压老化机等。
1.快速温变试验箱
用于电工、电子产品整机及零部件进行耐寒、耐热试验，温度快速变化或渐变条件下的环境应力筛选试验。
2.冷热冲击试验箱
用于测试材料结构或复合材料,在瞬间经温以及极低温的连续环境下所能忍受的程度，最短时间内检测试样因热胀冷缩所引起的化学变化或物理伤害。
3.加速老化试验箱
用于IC封装，半导体，微电子芯片，磁性材料及其它电子零件进行高压、高温、不饱和/饱和湿热、等加速寿命信赖性试验，使用于产品的设计阶段，快速暴露产品设计薄弱环节或测试其制品的密封性和老化性能。
4.盐雾试验机
盐雾机通过考核对材料及其防护层的盐雾腐蚀的能力，以及相似防护层的工艺质量比较，同时可考核某些产品抗盐雾腐蚀的能力；该产品造用于零部件、电子元件、金属材料的防护层以及工业产品的盐雾腐蚀试验。
关于我们
上海简户仪器设备有限公司是一家高科技合资企业,生产销售盐雾箱、恒温恒湿机、冷热冲击机、振动试验机、机械冲击机、跌落试验机的环境试验仪器的公司，研发生产销售经营各类可靠性环境试验设备。经验丰富，并得到许多国内外厂商的信赖与支持。自公司成立以来,多次服务于国内外大学和研究所等检测机构,如清华大学、苏州大学、哈尔滨工业大学、北京工业大学、法国申美检测、中科院物理所、中科院，SGS等**单位提供实施室方案和设备及其相关服务。努力开发半导体、光电、光通讯、航天太空、生物科技、食品、化工、制药等行业产品所需的测试设备装置。公司拥有一支的研发、生产和售後队伍，从产品的研发到售后服务，每一个环节都以客户的观点与需求作为思考的出发点。
为适应市场快速变化及客户多样化的要求，上海简户仪器设备有限公司研发了性能与可靠性**JianHuTest产品系列.从精密零件到电脑资讯系统及有线无线通讯产业，均可提供高品质的设备与完善的售后服务。
上海简户荣获企业，表明上海简户在技术、科技成果转化、拥有自主知识产权等方面得到了国家的高度认可。简户一直秉承"服务以人为本"的宗旨，为广大客户提供精良的设备及优质的服务，提供的送货上门、安装调试、一年的设备保养、终身维修，技术指导服务。始终如一的以"努力、合作、飞跃"的精神自我完善、不断发展、让客户与公司实现双赢局面。
简户是集设计、销售、研发、维修服务等为一体的综合集团公司，从产品的研发到售后服务，每一个环节之间，都以客户的观点与需求作为思考的出发点，提供的环境设备。公司创始人从事仪器设备行业20余年，经验丰富、资历雄厚，带领简户公司全体同仁携手共建辉煌明天。公司成立以来，积极投入电子电工，航空，航天，生物科技，各大院校，及科研单位等行业所需的产品测试设备装置。
简户拥有一支的研发、生产和售后服务队伍，从产品的研发到售后服务，每一个环节都以客户的观点与需求作为思考的出发点，目前拥有博士学位2人，硕士5人，参与环境试验箱国家标准起草和发行。企业制定标准，行业里通过ISO9001。是中国仪器仪表学会会员和理事单位。曾荣获CCTV《中国仪器仪表20强品牌》殊荣，2010年入驻上海世博会民企馆。简户自创办以来，参与3项国家标准起草与制定，获得40+件原创知识产权、软著、集成电路)，6次获得上海科技型中小企业称号，合作过3200+家合作客户(其中世界500强高校600家)。
简户仪器今后必将牢记为客户提供优质产品和服务的宗旨，不忘为行业贡献前沿科学和技术的初心，再接再厉，砥砺前行！
【简户仪器简介:成立2005年，是一家研发，生产，销售及售后齐全的综合性设备生产单位，多次评为科技型中小企业，，客户遍布高分子，汽车，半导体，塑胶，五金，科研院校，第三方检测等】
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