semiconductor reliability

고장률은 DPM (Defects Per Million) 또는 PPM (Parts per Million)으로 측정

 

FITS (십억 디바이스 시간당 시간 실패)로 측정

 

일반적으로, 반도체는 수명 초기에 매우 낮은 마모 고장률을 가지며, 마모 될 때 고장률이 증가

 

 

 

 

 

semiconductor reliability

https://eesemi.com/others_rel.htm

Other Reliability Tests

패키지 관련 요소 :

• 열 및 기계적 응력
• 습기에 의한 부식
• 알파 방사선
• 노화

실리콘 관련 요인 :

• 열 및 전압 스트레스에 민감
• 입자 오염
• 실리콘 격자 결함
• 박막 산화물 무결성
• 정전기

 

 

오늘날 많은 최종 장비는 수명이 짧습니다 (예 : 휴대폰, PC, 위성 수신기 등). 따라서 모든 반도체 장치의 설계에서 장기적인 요구 사항을 줄일 수 있으며, 비용, 성능 등의 대가로 특정 마모 메커니즘을 수용 할 수 있다고 가정합니다

 

 

 

Autoclave Test, or Pressure Cooker Test (PCT), or Pressure Pot Test (PPOT), is a reliability test performed to assess the ability of a product to withstand severe temperature and humidity conditions. 

 

 

온도 사이클 테스트 (TCT)  

 단순히 온도 사이클링 또는 온도 사이클링은 부품이 극도로 낮은 온도 와 매우 높은 온도에 저항하는 능력뿐만 아니라 이러한 극한 온도에 대한 주기적 노출을 견딜 수있는 능력을 결정

 

열 충격 테스트 (TST)     

온도의 급격한 변화에 대한 부품 의 저항 을 결정하기 위해 열 충격 이 수행

The parts are then exposed to an extremely low (or high) temperature and, within a short period of time, exposed to an extremely high (or low) temperature, before going back to ambient temperature.

 

온도, 습도, 바이어스 (THB) 테스트 

금속 부식 , 특히 장치 다이 표면의 금속 화 를 가속화 하도록 설계된 신뢰성 테스트

THB의 주요 단점은 수명이 길기 때문에 사용 가능한 데이터를 얻기까지 몇 주가 필요합니다. 이로 인해 대체 테스트 인 HAST 가 개발되었습니다. HAST는 더 심한 스트레스 조건을 사용하지만 96 시간 만에 완료 할 수 있습니다. 지속 시간이 짧을수록 업계에서보다 대중적인 스트레스 테스트가 가능하다는 장점이 있습니다

 

고속 가속 테스트 (HAST) Highly Accelerated Temperature/Humidity Stress Test

THB 테스트와 마찬가지로 HAST는 부식, 특히 다이 금속 라인 및 박막 저항기의 부식을 가속화합니다. HAST는 사전 컨디셔닝  이 필요 하며 96-100 시간 동안 130 ℃ 및 85 % RH에서 전기 바이어스로 수행됩니다. 

HAST는 제품 의 내 부식성에 잠재적으로 영향을 줄 수있는 변경 사항을 검증 하는 데 권장됩니다 . 따라서 새로운 팹 프로세스, 새로운 패키지 또는 새로운 팹 / 조립 현장에는 반드시 HAST 데이터가 필요합니다. HAST는 또한 다이 그라피 화, 금속 화 또는 박막 저항기의 변경과 성형 컴파운드의 변경에도 권장됩니다. 또한 이온 오염으로 인해 부식되기 쉬운 것으로 의심되는 로트의 신뢰성 평가에도 사용됩니다.

 

고온 작동 수명 (HTOL) 테스트 

고온 작동 수명 (HTOL) 또는 정상 수명 시험은 장기간에 걸쳐 높은 온도 조건에서의 운전시 디바이스의 신뢰성을 결정하기 위해 수행

Unlike production burn-in which accelerates early life failures, HTOL testing is applied to assess the potential operating lifetimes of the sample population (hence the term 'life test').  It is therefore more concerned with acceleration of wear-out failures.  As such, life tests should have sufficient durations to assure that the results are not due to early life failures or infant mortality.

 

저온 작동 수명 (LTOL) 테스트

낮은 온도 작동 수명 (LTOL) 시험이 시험은 아래 장치의 신뢰성을 확인하기 위해 수행 저온 오버 조건을 연장 시간주기. 부품을 지정된 시간 동안 지정된 저온에서 지정된 바이어스 또는 전기 응력을 가하는 것으로 구성

HTOL과 마찬가지로 전기 테스트는 장치에 대한 바이어스가 제거 된 후 96 시간 이내에 수행해야합니다 . 장치가 적용 가능한 조달 사양을 충족하지 않으면 LTOL 장애로 간주됩니다.

LTOL 테스트는 일반적으로 고온 및 저온에 의해 가속화되는 일반적으로 발생하는 고장 메커니즘 인 핫 캐리어 효과 를 확인하기 위해 수행됩니다 .

 

High Temperature Storage (HTS)

 

 

솔더 내열성 테스트

SHRT (Solder Heat Resistance Test) 

납땜 프로세스 의 열 응력 을 견딜 수있는 장치의 능력을 평가하기위한 신뢰성 테스트입니다 . 또한 다른 신뢰성 테스트보다 우선하는 경우에는 '전제 조건'이라고도합니다.

 

다른 신뢰성 테스트

     

패키지 치수 시험 장치의 외부의 물리적 치수는 해당 취득 문서와 일치하는지 확인하는 시험이다.   한계를 벗어난 치수를 나타내는 장치는이 테스트에 실패합니다. Mil Std 883, Method 2016을 참조하십시오.

   

일정한 가속도 시험은 일정한 가속도의 높은 수준을 견딜 중량 부의 능력을 결정하기 위해 수행된다. 패키지의 기계적 강도 한계의 지표 또는 구조적 또는 기계적 약점을 가진 부품의 인라인 스크린으로 사용할 수 있습니다.  

        

기계적 충격 시험 갑자기 적용된 힘 또는 운동의 급격한 변화로부터 적당히 심한 충격을 받게 될 전자 기기에 사용되는 장치의 적합성을 결정하기 위해 수행된다. 이는 거친 취급, 운송 또는 현장 작업으로 인해 발생할 수 있습니다.

                         

용매에 대한 내성 시험 은 부품이 용매에 대한 노출을 견딜 수있는 능력을 결정합니다.   이 시험은 3 개의 다른 용매 용액에 3 개의 다른 그룹의 시편을 최소 1 분 동안 담그는 것으로 구성됩니다.    제 1 그룹은 1 부 피부 (pbv) IPA 시약 등급 및 3 pbv 미네랄 스피리트 인 용액 a 또는 80 % 등유 / 20 % 에틸 벤젠으로 구성된 용액 a에 침지된다.    두 번째 그룹은 반수성 용매 (디 플럭 서) 인 용액 b에 담근다.   제 3 기는   42 pbv DI 물, 1 pbv 모노 에탄올 아민 및 1 pbv 프로필렌 글리콜 모노 메틸 에테르 로 구성된 용액 d에 침지된다 .  침지 후, 시편을 닦는다.   이 침지 및 브러시 사이클은 총 3 번의 사이클 동안 2 번 더 수행되며, 그 후에 부품을 헹구고 블로우-건조시킨다.   장치 손상의 증거는 고장입니다.   누락, 희미하거나 번짐, 흐릿하거나 이동 된 표시도 실패로 간주됩니다. 용매에 대한 내성 테스트는 특히 잉크 품질 저하, 과경 화와 같은 공정 문제 및 / 또는 부정확하거나 부적합한 재료 구성을 감지합니다.

   

Salt Atmosphere Test 장치 및 패키지에 해안 분위기의 영향을 시뮬레이션하기 위해 가속 실험 부식 시험이다. 그것은 소금 용액에 분무하여 생성되는 소금 안개에 장치를 노출시키는 것으로 구성됩니다. 노출 후, 장치는 5 분 이상 자유롭게 흐르는 D / I 물로 세척해야합니다. 그런 다음 피팅, 블리 스터링, 플레이 킹 및 부식 제품에 대해 10X-20X 배율로 장치를 검사합니다. 자세한 내용은 Mil-Std-883 Method 1009를 참조하십시오.    

-   소금 안개에 부품 노출

-   소금 : 염화나트륨이 불순물 수준을 충족시킵니다.

-   염 농도 : 0.5 중량 %-3 중량 % DI / 증류수에서

-   소금 안개 온도 : 최소 35 ℃

-   노출 영역은 32-38 ℃로 유지

-   pH를 6.5 - 7.2 35 ℃에서의 C에서

      

진동 시험 (가변 주파수)는 지정된 주파수 대역 내의 주파수 변화의 진동에 견딜 수의 부품의 기능을 결정하기 위해 수행되고, 파괴되는 것으로 간주된다. 지정된 수준에서 부품을 가변 주파수 진동으로 구성합니다. 이는 약 0.06 인치의 피크 대 피크 진폭 또는 지정된 테스트 조건에 해당하는 피크 가속을 갖는 간단한 고조파 운동에 의해 달성됩니다. 진동 주파수는 대략 20에서 2,000Hz 사이에서 대수적으로 변해야한다.      Mil Std 883, Method 2007을 참조하십시오 .

             

진동 시험 (피로)은 지정된 주파수 범위 내에서 일정한 진폭의 진동이 지속 견딜 부품의 기능을 결정하기 위해 수행된다. 지정된 테스트 조건에 해당하는 피크 가속도를 갖는 일정한 진폭의 단순 고조파 모션을 처리하도록 구성됩니다.    Mil Std 883, Method 2005를 참조하십시오 .