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IC產品常用可靠性測試簡介
8. HTRB (High temperature reverse bias)---For Discrete H3TRB(High Humidity High Temperature Reverse Bias
目的：料件反偏條件下（施加電壓達到或者接近80%反向擊穿電壓） 判定反向電流是否會發生持續增長以及判定材料的散熱性
失效機理:相對高壓蒸煮,偏置電壓在潮濕的晶片表面加速了鋁線及鍵合區的 電化學腐蝕。同時，水汽帶入的雜質及塑封體內的雜質在電應力 作用下富集在鍵合區附近和塑封體內引腳之間而形成漏電通道。
設備： 恒溫恒濕柜（Temperature Humidity Chamber) 檢測標準：JESD22-A101C/電性測試符合Spec
條件： 1000 hrs 150℃,80% BVr Rating Sample Size: 77pcs
失效機理:高溫下芯片由於應力作用(溫度和電壓)表面和内部的杂质加速反 应，暴漏出PN結的非完整性、晶片的缺陷及離子污染等級，使 在兩個或是多個PN結之間形成大的漏電流
設備： 恆溫恆濕柜 & DC Power 參考標準： JESD22-A101/AEC-Q1源自1IC產品常用可靠性測試簡介
5.THBT/THT (Temperature Humidity Bias Test)
目的：類比IC存儲高溫高濕下環境測試，測試內部電路與Package封裝， 在長時間使用下耐濕度的可靠度
條件： 168/500/1000Hrs 85℃/85RH%,With Bias Vccmax Sample Size: 22/77pcs
可靠性:产品在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力
可靠性的概率度量称可靠度(即完成规定功能的概率)。 产品或产品的一部分不能或将不能完成规定功能(Spec)的事件或状 态称故障，对电子元器件来说亦称失效。
2.質量與可靠性的相關性
質量提高器件一致性變好可靠性更均勻 質量缺陷的解決該缺陷引起的可靠性失效也會解決
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可靠性測試基本概念
3.可靠性試驗
可靠性試驗是評估產品一定時間內可靠性水準,暴露存在的問題。 規定條件—環境條件(溫度/濕度/振動等)，負載大小，工作方式等。 規定時間—隨時間推移，產品可靠度下降。 規定功能—所有功能和技術指標。
4. EFR，FIT，DPPM，MTBF和MTTF
EFR: Early Fail Rate(早期失效率) FIT: Failure In Time(失效率:某時刻尚未失效的器件繼續工作下去 時在單位時間內失效的幾率。失效率是可靠性測試中最關鍵的參數.) DPPM: Defective Parts Per Million(百万分比的缺陷率) MTBF: Mean Time Between Failure(平均無故障間隔時間) MTTF: Mean Time To Fail(平均故障失效時間)
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Visual Inspection
Bake
Reflow
Final Electrical
Initial Electrical
Temperature Cycling
Moisture Soak
Visual
Test
Inspection
Test
T<2H
15Min <T<4H
ambient for Min.15minutes
偶然失效：失效率低且穩定，不當應用是失效主要原因 耗損失效：磨損、老化、疲勞等引起產品性能惡化。如緩慢的化學變化
使材料退化，壓焊點氧化等
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可靠性測試標準
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可靠性測試標準
JEDEC : Joint Electron Device Engineering Council 電子設備工程聯合委員會
IEC : International Electrotechnical Commission 国际电工委员会
-40°C/60°C, 5 cycles
125°C, 24 hours
85°C/85%RH, 168 hours
Tpeak=260°C 3 cycles
注意事項: 1.烘烤完成后2小時內必須進行浸泡 2.浸泡完成后15分鐘~4小時內必須進行IR reflow.如果上述要求不能滿足﹐則必須對料件進行重新烘烤和浸泡 3.IR cycle之間﹐器件必須充分冷卻(間隔時間大於5分鐘小于1小時)
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2.HTOL (High Temperature Operating Life)
目的：在高溫下類比正常工作極限條件所做加速測試,發現 熱/電壓加速失效機理,估計產品長期使用下的可靠度
條件： 168/500/1000Hrs 125℃ With Bias Vcc>Vcc max（參考DS參數） Sample Size: 22/77pcs
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可靠性測試標準
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可靠性測試分類
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可靠性測試分類
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可靠性測試分類
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JESD47 --- Stress-Test-Driven Qualification of Integrated Circuits 集成电路应力测试驱动資質
Pre-con (Preconditioning to Reliability test) HTRB ( High Temperature Reverse Bias Test) HTST (High Temperature Storage Life Test) THBT/THT (Temperature Humidity Bias Test) HAST (Highly Accelerated Temperature and Humidity Stress) TCT (Temperature Cycling Test) PCT(Pressure Cooker Test/Autoclave) Solderability
條件： 96Hrs, 130℃/100%RH, 15PSIG（2atm） Sample Size: 22/77pcs
失效機理:濕氣通過塑封體及各介面被吸入並到達晶片表面,在鍵合區形成 原電池而加速鋁的腐蝕。另外，水汽帶入的雜質在器件表面形成 漏電通道。
設備： 壓力鍋 參考標準：JESD22-A102/ EIAJED- 4701-B123
失效機理:同THBT, 24hrs HAST≈1000hrs THBT 設備：高加速壽命試驗機 檢測標準：JESD22-A110D/電性測試符合Spec
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7. PCT (Pressure Cook/Autoclave)
目的：評估IC產品在高溫，高濕，高氣壓條件下對濕度的抵抗能力，加速 其失效過程檢驗器件抵抗水汽侵入及腐蝕的能力
鍵合脫落,塑封開裂（密封性失效）,介面分層（熱阻增大）, 鋁線再結構（開短路）,鈍化層開裂,矽鋁接觸開路,晶片背面劃痕 繼續長大導致晶片開裂。 設備： 冷熱衝擊實驗柜（Temperature Cycles Chamber) 檢測標準：JESD22-A104/電性測試符合Spec Attention: TST (Temperature Shock Test)測試與TCT不同之處在於， TCT溫變速率緩慢，TST溫變速率極快20
設備： Oven 檢測標準：JESD22-A103D/電性測試符合Spec
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4.TCT (Temperature Cycling Test)
目的：測試升溫,降溫,熱脹冷縮機械應力對封裝可靠度之影響 條件：500Cycles,-65℃/15min~150℃/15min
Sample Size: 22/77pcs 失效機理: 不同材料間熱膨脹係數差異造成介面熱匹配問題，造成金線斷裂,
随机失效
Product Life Time
有用寿命期
Wear Out
Failure Rate
Consumer Commercial Industrial Automotive ???
1~5 years 5 years 10 years 10-20 years >20 years
Time
早期失效：產品本身存在的缺陷（設計缺陷/工藝缺陷）造成，改進設計 /材料/工藝的品質管制，可明顯改善早期失效率
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6.HAST (Highly Accelerated Temperature and Humidity Stress)
目的：利用數種環境壓力,應力,濕氣來加速水汽滲入，進而評估 內部電路與Package封裝是否可抵抗水汽滲入
條件： 96Hrs,130℃/85RH%,With Bias Vccmax Sample Size: 22/77pcs
3.HTST (High Temperature Storage Life Test)
目的：類比IC存儲高溫環境測試，測試封裝的打線品性，離子污染， 敏感化學成份導致破壞或鋁導線之電遷移
條件：168/500/1000Hrs 150℃ Sample Size: 22/77pcs
失效機理:因擴散導致矽鋁共熔而使接觸電阻增大直致開路,金鋁鍵合因形成 合金而退化（紫斑）,高溫下鈦阻擋層缺陷,塑封料高溫加速老化 導致絕緣/防護性能劣化或釋放雜質,表面沾污高溫下加速腐蝕
失效機理:高溫下晶片表面和內部的雜質加速反應，缺陷進一步生長，使 器件性能退化,可動離子富集導致的表面溝道漏電，結特性退化， 電場加速介質擊穿，高溫加速電遷移等。
設備： Oven/DC power supply 檢測標準：JESD22-A108D/電性測試符合Spec
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MIL-STD: Military Standard 美國軍用標準