芯片可靠性測試項目及各種實驗箱

上海簡戶儀器設備有限公司是一家高科技合資企業,專業生產銷售鹽霧箱、恒溫恒濕機、冷熱沖擊機、振動試驗機、機械沖擊機、跌落試驗機的環境試驗儀器的公司，是一家具有研發生產銷售經營各類可靠性環境試驗設備的公司。經驗豐富，并得到許多國內外廠商的信賴與支持?，F在我們成為許多品牌的供應商。

可靠性試驗，是指通過試驗測定和驗證產品的可靠性。

研究在有限的樣本、時間和使用費用下，找出產品薄弱環節。

可靠性試驗是為了解、評價、分析和提高產品的可靠性而進行的各種試驗的總稱。

為了測定、驗證或提高產品可靠性而進行的試驗稱為可靠性試驗，它是產品可靠性工作的一個重要環節。

芯片可靠性測試主要分為環境試驗和壽命試驗兩個大項，可靠性測試是確保芯片在實際應用中能夠穩定運行和長期可靠的關鍵步驟。

一般來說，可靠度是產品以標準技術條件下，在特定時間內展現特定功能的能力，可靠度是量測失效的可能性，失效的比率，以及產品的可修護性。

根據產品的技術規范以及客戶的要求，我們可以執行MIL-STD、JEDEC、IEC、JESD、AEC、andEIA等不同規范的可靠度的測試。

高溫工作壽命（HTOL, High Temperature Operating Life）

高溫壽命試驗也叫老化測試，是一種常用的芯片可靠性測試方法，通過將芯片在高溫環境下長時間運行，以模擬實際使用中的熱應力和老化過程。這種測試有助于評估芯片在高溫環境下的穩定性和長期可靠性。

在進行熱老化測試時，芯片通常被放置在具有恒定高溫的熱槽中，持續運行一段時間，常見的測試溫度范圍為100°C至150°C。測試期間，芯片的電氣特性、性能和可靠性會被監測和記錄。

通過熱老化測試，可以檢測到由于熱擴散、結構破壞或材料衰變等原因引起的故障。這些故障可能包括電阻變化、電流漏泄、接觸不良、金屬遷移等。通過分析測試結果，可以評估芯片在長期高溫環境下的可靠性，并為改進設計和制造過程提供參考。

低溫工作壽命（LTOL， Low Temperature Operating Life）

LTOL測試通過在低溫下對芯片進行加速老化測試，以評估芯片在低溫條件下的可靠性和壽命。低溫工作壽命測試可以幫助制造商了解芯片在低溫環境下的穩定性和可靠性。

在一些環境下，例如航空航天、軍事、醫療等領域，芯片需要能夠在極低的溫度下正常工作，因此對于這些應用場景來說，低溫工作壽命測試是至關重要的。

DT:跌落測試

跌落測試用于評估芯片在物理沖擊和振動環境下的穩定性和可靠性。這種測試模擬了實際使用中可能發生的跌落或震動情況。在跌落測試中，芯片會被安裝在特制的跌落測試設備上，并進行控制的跌落或震動操作。測試設備通常會產生嚴格定義的沖擊或振動力度、方向和頻率，以模擬實際使用中可能遇到的物理應力。

通過跌落測試，可以檢測到由于跌落或震動引起的連接斷裂、結構損壞、材料破裂等問題。測試期間，芯片的電氣特性、性能和可靠性會被監測和記錄。分析跌落測試結果可以評估芯片在實際使用條件下的抗沖擊和抗振動能力，并提供改進設計和制造過程的參考。此外，跌落測試還有助于確定芯片在運輸、裝配和實際使用中的適應性和耐久性。

加速測試

大多數半導體器件的壽命在正常使用下可超過很多年。但我們不能等到若干年后再研究器件；我們必須增加施加的應力。施加的應力可增強或加快潛在的故障機制，幫助找出根本原因，并幫助 TI 采取措施防止故障模式。

在半導體器件中，常見的一些加速因子為溫度、濕度、電壓和電流。在大多數情況下，加速測試不改變故障的物理特性，但會改變觀察時間。加速條件和正常使用條件之間的變化稱為“降額"。

高加速測試是基于 JEDEC 的資質認證測試的關鍵部分。以下測試反映了基于 JEDEC 規范 JEP47 的高加速條件。如果產品通過這些測試，則表示器件能用于大多數使用情況。

UHAST:加速應力測試

芯片的UHAST測試是通過施加的電壓和溫度條件來加速芯片在短時間內的老化和故障模式。具體的UHAST測試條件，包括高溫、高濕、壓力和偏壓值，以下是一些常見的UHAST測試條件的參考數值。

高溫：通常在大約100°C至150°C的溫度范圍內進行，具體溫度取決于芯片的設計要求和應用環境。有時候，更高的溫度也可能被用于特殊情況下的測試。

高濕度：一般的UHAST測試中，相對濕度通常保持在85%至95%之間。高濕度條件下會加劇芯片的老化和腐蝕。

壓力：測試期間施加的壓力可以通過測試裝置或封裝環境來實現。壓力的具體數值通常在2大氣壓（atm）至20大氣壓之間，具體數值取決于測試要求和芯片的應用場景。

偏壓：偏壓通常指施加在芯片引腳或器件上的電壓。具體的偏壓數值取決于芯片的設計和應用需求。在UHAST測試中，偏壓可以用于加速故障模式的產生，例如漏電流、擊穿等。

BLT:偏壓壽命試驗

BLT用于評估MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）等器件在長期偏置和高溫環境下的穩定性和可靠性。在BLT偏壓壽命試驗中，芯片會被加以恒定的偏置電壓，并暴露于高溫環境中。偏置電壓通常是根據具體芯片規格和應用需求進行設定的。在持續的高溫和偏置條件下，芯片的特性、性能和可靠性將被監測和記錄。

BLT測試的目的是檢測由于偏壓和高溫環境引起的偏壓老化效應。這些效應可能導致硅介質的損失、界面陷阱的形成和能帶彎曲等問題。測試結果可以用于評估芯片在長期使用和高溫環境下的可靠性，并為設計和制造過程的改進提供參考。

BLT-LTST：低溫偏壓壽命試驗

BLT-LTST用于評估MOSFET等器件在低溫、長期偏置和高壓環境下的穩定性和可靠性。在BLT-LTST低溫偏壓壽命試驗中，芯片會被暴露于低溫環境，并施加恒定的偏置電壓和高壓。低溫條件通常在-40°C至-60°C范圍內設定，具體取決于芯片規格和應用需求。在持續的低溫、偏置和高壓條件下，芯片的特性、性能和可靠性將被監測和記錄。

BLT-LTST測試的目的是檢測由于低溫偏壓和高壓環境引起的可靠性問題。這些問題可能包括硅介質的損失、漏電流增加、接觸不良等。通過分析測試結果，可以評估芯片在低溫和偏壓環境下的可靠性，并提供改進設計和制造過程的參考。

預處理（Preconditioning）

預處理（preconditioning）是指在芯片可靠性測試之前對芯片進行一些特定的處理，以達到特定的測試目的。預處理通常包括兩個步驟：溫度循環和濕度循環。

溫度循環通常包括高溫和低溫，用于模擬芯片在實際應用中遇到的高溫和低溫環境。濕度循環則用于模擬芯片在潮濕環境下的工作情況，從而評估芯片在濕度環境下的可靠性。

溫度循環（TCT, Temperature Cycling Test）

溫度循環測試旨在評估芯片在溫度變化環境下的穩定性和可靠性。這種測試模擬了實際使用中由于溫度變化引起的熱應力和材料疲勞。在溫度循環測試中，芯片會在不同溫度之間進行循環暴露。通常，測試會在兩個或多個不同的溫度點之間進行切換，例如從低溫（如-40°C）到高溫（如125°C）。每個溫度點的暴露時間可以根據需要進行調整。

通過溫度循環測試，可以檢測到由于溫度變化引起的結構應力、熱膨脹差異、焊點疲勞等問題。這些問題可能導致接觸不良、焊接斷裂、金屬疲勞等故障。測試期間，芯片的電氣特性、性能和可靠性會被監測和記錄。

EFR/ELFR:早期失效壽命試驗

早期失效壽命試驗旨在評估芯片在其使用壽命的早期階段內是否存在任何潛在的故障或失效。這種測試通常在芯片制造過程中或產品開發的早期階段進行。它涉及加速測試和高度應力環境下的芯片運行。通過施加高溫、高電壓、高頻率等條件，使芯片在短時間內暴露于更嚴苛的環境，以模擬實際使用中的應力情況。

早期失效壽命試驗的目標是提前發現潛在的故障和不良，以便進行適當的改進和調整。通過分析測試結果，可以確定芯片設計和制造過程中的弱點，并采取相應措施來提高芯片的可靠性和壽命。

高溫存儲（HTSL, High Temperature Storage Life）

高溫存儲是指在芯片可靠性測試中，通過將芯片長時間存放在高溫環境下，來評估芯片在高溫環境下的可靠性和壽命。

在高溫存儲測試中，芯片通常被置于高溫環境中（通常為125℃到175℃）存放一段時間，例如1000小時或更長時間。這樣的高溫環境可以加速芯片老化過程，從而更快地確定芯片在實際應用中的可靠性和壽命。

HTS（也稱為“烘烤"或 HTSL）用于確定器件在高溫下的長期可靠性。與 HTOL 不同，器件在測試期間不處于運行條件下。

高加速溫濕度應力試驗（HAST, Highly Accelerated Temperature and Humidity Stress Test）

在HAST測試中，**芯片被置于一個高溫高濕的環境下（通常為85℃和85%相對濕度），并且在高溫高濕的環境下施加電壓或電流進行加速老化。**這種的環境可以加速元器件的老化過程，并導致元器件在較短時間內失效，從而可以提前發現元器件的潛在問題。

HAST測試的優點是加速老化速度，因此可以在相對較短的時間內獲得元器件的可靠性信息。此外，它還可以提供更大的濕度差異，從而更好地模擬實際應用中的濕度環境。

溫濕度偏壓高加速應力測試(BHAST)

根據 JESD22-A110 標準，THB 和 BHAST 讓器件經受高溫高濕條件，同時處于偏壓之下，其目標是讓器件加速腐蝕。THB 和 BHAST 用途相同，但 BHAST 條件和測試過程讓可靠性團隊的測試速度比 THB 快得多。

恒溫恒濕偏壓壽命試驗（THB, Steady State Temperature Humidity Bias Life Test）

在THB測試中，元器件通常會被置于一個高溫高濕的環境中（通常為85℃和85%相對濕度），并施加一個恒定的電壓或電流偏壓。測試持續時間可以根據元器件類型和應用來確定，通常為數百小時至數千小時。

無偏壓高加速溫濕度應力試驗（UHAST, Unbias Highly Accelerated Temperature and Humidity Stress Test）

與傳統的高加速溫濕度應力試驗（HAST）不同，UHAST測試不施加電壓或電流偏壓，只是在高溫高濕的環境下對樣品進行加速老化。

通常，UHAST測試的條件是85℃和85%相對濕度，而測試時間可以根據元器件類型和應用來確定，通常為數百小時至數千小時。

早期壽命失效率（ELFR, Early Life Failure Rate）

早期壽命失效率是指在元器件使用壽命中的早期階段內發生故障的概率。通常，元器件的壽命被分為三個階段：早期壽命、中期壽命和晚期壽命。在元器件的早期壽命階段，由于制造過程、材料缺陷或其他因素，元器件可能會出現早期故障。通常用單位時間內的故障數來表示。例如，如果元器件在1000小時內發生了5次故障，那么它的早期壽命失效率為5/1000 = 0.005故障/小時。

潮濕敏感度等級（Moisture Sensitivity Levels）

潮濕敏感度等級是表征電子元器件對潮濕度的敏感程度的等級。在制造、存儲和運輸過程中，潮濕度會對元器件造成損害，如金屬氧化、絕緣降低等。因此，電子元器件的MSL等級被用來指導元器件的存儲、運輸和焊接等工藝過程，以確保元器件的可靠性。

MSL等級通常用數字來表示，數字越小表示元器件對潮濕度的敏感程度越高，需要采取更加嚴格的控制措施。例如，MSL-1表示元器件對潮濕度的敏感度，可以在長時間的恒溫恒濕環境下存儲；而MSL-6表示元器件對潮濕度的敏感度最高，必須在特定的焊接時間內焊接，并且不能超的存儲時間。

高壓蒸煮（Pressure Cook Test）

高壓蒸煮是一種測試芯片耐受高溫高壓的實驗。在這種實驗中，芯片通常被放置在一個高壓容器中，容器內充滿高壓蒸汽，并加熱到高溫，以模擬芯片在環境下的使用情況。

在實驗期間，芯片可能會暴露于高溫高壓環境中，這可能會對芯片的性能產生不良影響，如導致芯片損壞、失效、電性能變差等。因此，通過高壓蒸煮實驗可以測試芯片在環境下的耐受能力，以確保芯片的可靠性。

閂鎖測試（Latch-up）

閂鎖測試是一種測試芯片在環境下是否會出現意外斷電等異常情況的測試。

該測試會在芯片的電源輸入端加入一個電壓保護器，然后在芯片正常運行的情況下，用一個高速開關控制電源輸入端的電源開關，模擬突然斷電的情況，從而測試芯片在此情況下的表現和恢復能力。

靜電放電(ESD)

**靜電荷是靜置時的非平衡電荷。**通常情況下，它是由絕緣體表面相互摩擦或分離產生；一個表面獲得電子，而另一個表面失去電子。其結果是稱為靜電荷的不平衡的電氣狀況。

當靜電荷從一個表面移到另一個表面時，它便成為靜電放電 (ESD)，并以微型閃電的形式在兩個表面之間移動。

當靜電荷移動時，就形成了電流，因此可以損害或破壞柵極氧化層、金屬層和結。

JEDEC 通過兩種方式測試 ESD：

• 1.人體放電模型 (HBM)

一種組件級應力，用于模擬人體通過器件將累積的靜電荷釋放到地面的行為。

• 2.帶電器件模型 (CDM)

一種組件級應力，根據 JEDEC JESD22-C101 規范，模擬生產設備和過程中的充電和放電事件。

實驗室儀器

測試項目：高溫測試、低溫測試、快速溫變測試、冷熱沖擊測試、溫度循環測試、濕熱測試、鹽霧測試、結露測試等。

主要設備：高低溫交變濕熱箱、恒溫恒濕箱、絕緣電阻劣化離子遷移評估系統、多通道測試系統、溫度循環箱TC、溫度沖擊箱TS、鹽霧試驗機、高壓老化機等。

1.快速溫變試驗箱

用于電工、電子產品整機及零部件進行耐寒、耐熱試驗，溫度快速變化或漸變條件下的環境應力篩選試驗。

2.冷熱沖擊試驗箱

用于測試材料結構或復合材料,在瞬間經溫以及極低溫的連續環境下所能忍受的程度，最短時間內檢測試樣因熱脹冷縮所引起的化學變化或物理傷害。

3.加速老化試驗箱

用于IC封裝，半導體，微電子芯片，磁性材料及其它電子零件進行高壓、高溫、不飽和/飽和濕熱、等加速壽命信賴性試驗，使用于產品的設計階段，快速暴露產品設計薄弱環節或測試其制品的密封性和老化性能。

4.鹽霧試驗機

鹽霧機通過考核對材料及其防護層的鹽霧腐蝕的能力，以及相似防護層的工藝質量比較，同時可考核某些產品抗鹽霧腐蝕的能力；該產品造用于零部件、電子元件、金屬材料的防護層以及工業產品的鹽霧腐蝕試驗。

關于我們

上海簡戶儀器設備有限公司是一家高科技合資企業,生產銷售鹽霧箱、恒溫恒濕機、冷熱沖擊機、振動試驗機、機械沖擊機、跌落試驗機的環境試驗儀器的公司，研發生產銷售經營各類可靠性環境試驗設備。經驗豐富，并得到許多國內外廠商的信賴與支持。自公司成立以來,多次服務于國內外大學和研究所等檢測機構,如清華大學、蘇州大學、哈爾濱工業大學、北京工業大學、法國申美檢測、中科院物理所、中科院，SGS等**單位提供實施室方案和設備及其相關服務。努力開發半導體、光電、光通訊、航天太空、生物科技、食品、化工、制藥等行業產品所需的測試設備裝置。公司擁有一支的研發、生產和售後隊伍，從產品的研發到售后服務，每一個環節都以客戶的觀點與需求作為思考的出發點。

為適應市場快速變化及客戶多樣化的要求，上海簡戶儀器設備有限公司研發了性能與可靠性**JianHuTest產品系列.從精密零件到電腦資訊系統及有線無線通訊產業，均可提供高品質的設備與完善的售后服務。

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• 　上海簡戶榮獲企業，表明上海簡戶在技術、科技成果轉化、擁有自主知識產權等方面得到了國家的高度認可。簡戶一直秉承"服務以人為本"的宗旨，為廣大客戶提供精良的設備及優質的服務，提供的送貨上門、安裝調試、一年的設備保養、終身維修，技術指導服務。始終如一的以"努力、合作、飛躍"的精神自我完善、不斷發展、讓客戶與公司實現雙贏局面。
  

• 簡戶是集設計、銷售、研發、維修服務等為一體的綜合集團公司，從產品的研發到售后服務，每一個環節之間，都以客戶的觀點與需求作為思考的出發點，提供的環境設備。公司創始人從事儀器設備行業20余年，經驗豐富、資歷雄厚，帶領簡戶公司全體同仁攜手共建輝煌明天。公司成立以來，積極投入電子電工，航空，航天，生物科技，各大院校，及科研單位等行業所需的產品測試設備裝置。
  

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• 簡戶擁有一支的研發、生產和售后服務隊伍，從產品的研發到售后服務，每一個環節都以客戶的觀點與需求作為思考的出發點，目前擁有博士學位2人，碩士5人，參與環境試驗箱國家標準起草和發行。企業制定標準，行業里通過ISO9001。是中國儀器儀表學會會員和理事單位。曾榮獲CCTV《中國儀器儀表20強品牌》殊榮，2010年入駐上海世博會民企館。簡戶自創辦以來，參與3項國家標準起草與制定，獲得40+件原創知識產權、軟著、集成電路)，6次獲得上?？萍夹椭行∑髽I稱號，合作過3200+家合作客戶(其中世界500強高校600家)。
  

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• 簡戶儀器今后必將牢記為客戶提供優質產品和服務的宗旨，不忘為行業貢獻前沿科學和技術的初心，再接再厲，砥礪前行！

• 【簡戶儀器簡介:成立2005年，是一家研發，生產，銷售及售后齊全的綜合性設備生產單位，多次評為科技型中小企業，，客戶遍布高分子，汽車，半導體，塑膠，五金，科研院校，第三方檢測等】

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