Температурный контроль элементов для испытаний на качество и надежность интегральных схем/чип-пластин

Самая основная часть изготовления чипа — это дизайн-лента-упаковка-тестирование. Структура стоимости чипа обычно составляет 20% стоимости рабочей силы, 40% ленты, 35% упаковки и 5% теста. Тест на самом деле самый во всех аспектах чипа. «Дешёвый» шаг, но тест — это итоговый уровень качества продукта. Если нет хорошего теста, продукт PPM [Million Failure Rate] слишком высок, а возврат или компенсация далеко не 5% от стоимости.

Какие тесты должны пройти чипы?
Существует три основных категории: функциональное тестирование чипа, тестирование производительности и тестирование надежности. Три основных теста для чипов необходимы для включения в листинг.

Тест на надежность: чип прошел тест на функционирование и производительность, и был получен хороший чип, но будет ли чип поврежден статическим электричеством, может ли он нормально работать в экстремальных условиях, а также срок службы чипа и т. д. Тест оценить.

Тестирование надежности в основном заключается в применении к чипу различных суровых условий, таких как статическое электричество ESD, которое должно имитировать человеческое тело или смоделированное промышленное тело, чтобы подать на чип мгновенное большое напряжение. Другим примером является старение HTOL [High Temperature Operating Life Life], которое должно ускорить старение чипа при высокой температуре, а затем оценить срок службы чипа. Существует также HAST [Highly Accelerated Stress Test] для проверки влагостойкости упаковки чипа. Испытываемый продукт испытывается при высокой температуре, влажности и давлении. Не проникнет ли влага в корпус по границе раздела коллоида или коллоида и выводного каркаса, тем самым повредив чип.

Элементы тестирования надежности IC Product Level (элементы тестирования надежности IC Product Level)
1. Элементы для испытаний на срок службы: EFR, OLT (HTOL), LTOL
①EFR: Ранний тест частоты отказов (ранний тест частоты отказов)
Цель: оценить стабильность процесса, увеличить частоту брака и удалить продукты, вышедшие из строя по естественным причинам.
Условия испытаний: Динамическое увеличение температуры и напряжения для проверки продукта в течение определенного времени.
Механизм отказа: дефекты материалов или процессов, включая отказы из-за производства, такие как дефекты оксидного слоя, травление металла, ионное загрязнение и т. д.

②HTOL / LTOL: Испытание на срок службы при высоких/низких температурах
Цель: оценить долговечность устройства с течением времени в условиях перегрева и перенапряжения.
Условия испытаний: 125 ℃, 1.1 В пост. тока, динамические испытания
Механизм разрушения: миграция электронов, разрыв оксидного слоя, взаимная диффузия, неустойчивость, ионное загрязнение и т. д.
Руководство:
Прохождение IC в течение 1000 часов испытаний при 125°C может гарантировать 4 года непрерывного использования и 2000 часов испытаний в течение 8 лет непрерывного использования;
Испытание при 150 ℃ в течение 1000 часов гарантируется на 8 лет и 2000 часов на 28 лет.

2. Экологические тестовые предметы (Экологические тестовые предметы)
PRE-CON, THB, HAST, PCT, TCT, TST, HTST, испытание на паяемость, испытание на нагрев припоя
①PRE-CON: предварительное тестирование
Цель: Смоделировать долговечность хранения ИС при определенных влажностно-температурных условиях до использования, то есть надежность хранения ИС от производства до эксплуатации.

Тестовый поток (Тестовый поток):
Шаг 1: SAM (сканирующая акустическая микроскопия)
Шаг 2: Циклическое изменение температуры
-40°C (или ниже) ~ 60°C (или выше) в течение 5 циклов для имитации условий доставки
Шаг 3: Выпечка
Минимум 125 ℃ в течение 24 часов, чтобы удалить всю влагу из упаковки.
Шаг 4: Замачивание
Использование одного из следующих условий замачивания
-Уровень 1: 85 ℃ / 85% относительной влажности в течение 168 часов (не имеет значения, как долго время хранения и транспортировки)
-Уровень 2: 85 ℃ / 60% относительной влажности в течение 168 часов (время хранения и транспортировки составляет около одного года)
-Уровень 3: 30 ℃ / 60% относительной влажности в течение 192 часов (время хранения составляет около одной недели)
Шаг 5: Рефлоу (пайка оплавлением)
240 ℃ (-5 ℃) / 225 ℃ (-5 ℃) 3 раза (Pb-Sn)
245 ℃ (-5 ℃) / 250 ℃ (-5 ℃) 3 раза (бессвинцовый)
* выберите в зависимости от размера упаковки
Шаг 6: Ультразвуковой сканер SAM (сканирующая акустическая микроскопия)

②THB: Ускоренный тест температуры, влажности и смещения (тест смещения температуры и влажности)
Цель: оценить устойчивость продуктов ИС к влаге в условиях высокой температуры, высокой влажности и смещения, чтобы ускорить процесс их выхода из строя.
Условия испытаний: 85 ℃, относительная влажность 85 %, 1.1 В пост. тока, статическое смещение

③HAST: сильно ускоренный стресс-тест (HAST: сильно ускоренный стресс-тест)
Цель: оценить устойчивость продуктов ИС к влаге при высокой температуре, высокой влажности и высоком давлении в условиях смещения, чтобы ускорить процесс их выхода из строя.
Условия испытаний: 130 ℃, относительная влажность 85 %, 1.1 VCC, статическое смещение, 2.3 атм.

TCT: Испытание на циклическое изменение температуры (Тест на циклическое изменение температуры)
Цель: Оценить контактную текучесть границы раздела металлов с разными коэффициентами теплового расширения в изделиях ИС. Метод заключается в многократном изменении циркулирующего воздуха с высокой температуры на низкую температуру.
Условия испытаний:
Состояние B: от -55 ℃ до 125 ℃
Состояние C: от -65 ℃ до 150 ℃

TST: испытание на удар при высокой и низкой температуре (испытание на термический удар)
Цель: Оценить контактную текучесть границы раздела металлов с разными коэффициентами теплового расширения в изделиях ИС. Метод заключается в многократном изменении температуры циркулирующей жидкости с высокой на низкую температуру.
Условия испытаний:
Состояние B: от -55 ℃ до 125 ℃
Состояние C: от -65 ℃ до 150 ℃

HTST: Испытание на срок хранения при высокой температуре
Цель: Оценить срок службы изделий ИС в условиях высоких температур в течение нескольких лет без условий эксплуатации до фактического использования.
Условия испытаний: 150 ℃

SHT Test: Испытание на теплостойкость припоя (Испытание на теплостойкость припоя)
Цель: оценить чувствительность IC к переходным высоким температурам.
Метод испытания: погрузитесь в жестяную ванну с температурой 260 ℃ в течение 10 секунд.

Нетрудно заметить, что вышеупомянутые тесты качества и проверки надежности чипа имеют одну общую черту: температура от -40 ℃ до 250 ℃, температурные требования каждого тестового проекта разные. . Хотя тест является самым маленьким во всем процессе производства микросхем, также видно, что он имеет решающее значение. Результаты испытаний отражают не только уровень доходности производства или даже эффективность и срок службы фактического использования в более поздний период. Относится к стоимости производства чипов.

Для того, чтобы иметь определенную долю в чиповой индустрии, ЛНЭЯ специально разработала и выпустила несколько моделей систем терморегулирования серии TES и серии AES. Использование расширенного контроль температуры жидкости Технология, основная роль заключается в моделировании роли температурного тестирования в процессе тестирования чипа / пластины, с широкой температурной ориентацией и термическим циклом, диапазоном температур от -92 ° C до 250 ° C, подходит для различных тестовых проектов Требования к температуре для решения проблема задержки регулирования температуры во время теста.