Овај чланак пружа свеобухватан преглед тестирања поузданости чипа.

Тестирање поузданости је систематски процес евалуације који симулира различите стресове околине и оптерећења са којима се чипови могу суочити у стварном-светском сценарију употребе користећи различитеопрема за испитивање поузданости. Свеобухватно испитује њихове перформансе, оперативну стабилност и животни век. БОТО, као професионални произвођач опреме за тестирање поузданости, пружа купцима комплетна решења опреме за тестирање како би се осигурало да чипови могу стабилно да остваре своје очекиване функције под одређеним техничким условима.

У процесу истраживања и развоја и производње чипова, тестирање поузданости није само основно средство за проверу перформанси производа, већ је и кључ за побољшање квалитета производа и повећање конкурентности на тржишту. Спровођењем ригорозног тестирања поузданости, потенцијални начини квара и механизми кварова могу се рано идентификовати, дајући на тај начин правац за оптимизацију дизајна и побољшање процеса, смањујући вероватноћу отказа производа у стварним применама, продужавајући њихов ефективни век трајања и на крају побољшавајући задовољство корисника.

И. Испитивање животне средине

Испитивање животне средине је кључна компонента процене поузданости чипа, која се првенствено користи за испитивање прилагодљивости и оперативне стабилности чипа у различитим условима окружења. Уобичајени тестови укључују радни век при високим температурама (ХТОЛ), радни век при ниским температурама (ЛТОЛ), циклично кретање температуре (ТЦТ) и стресни тест високе убрзане температуре и влажности (ХАСТ).

(1) Тест радног века при високим температурама (ХТОЛ).

ХТОЛ је класична метода тестирања поузданости чипа. Овај тест поставља чип у -окружење високе температуре-опрему за тестирање поузданости-на дужи период да би се симулирао термички стрес и процес старења у стварној употреби. Температура тестирања је обично између 100 степени и 150 степени, а трајање се флексибилно подешава у складу са спецификацијама чипа и сценаријима примене.

У условима високих{0}}температура, електричне карактеристике, перформансе и поузданост чипа се непрекидно прате и бележе. Кроз ХТОЛ тестирање, типови кварова узроковани факторима као што су топлотна дифузија, оштећење структуре или старење материјала могу се идентификовати, као што су померање отпора, цурење струје, лош контакт и миграција метала. Идентификовање ових режима грешака помаже у процени дугорочне-поузданости чипа у окружењима високих{4}}температура и пружа основу за оптимизацију дизајна и побољшање процеса.

(2) Тест радног века при ниској температури (ЛТОЛ).
ЛТОЛ тестирање се фокусира на процену поузданости и животног века чипова у окружењима са ниским{0}}температурама. За екстремне примене као што су ваздухопловство, војска и медицина, чипови морају да одржавају нормалну функцију на екстремно ниским температурама. Овај тест убрзава старење чипова у условима ниских-температура, помажући произвођачима да разумеју перформансе њихове стабилности на ниским температурама. Током теста, електричне перформансе чипа се бележе и детаљно анализирају како би се обезбедио поуздан рад у тешким условима ниских{5}}температура.

(3) Испитивање циклуса температуре (ТЦТ).
ТЦТ тестирање симулира ефекте топлотног напрезања и замора материјала узрокованих температурним флуктуацијама у стварној употреби. Током теста, чип је више пута изложен подешеној ниској температури (нпр. -40 степени) и високој температури (нпр. 125 степени).

Циклус температуре ефикасно детектује структурно напрезање, разлике у коефицијентима термичког ширења и замор лемних спојева узрокован променама температуре. Ови фактори могу довести до кварова као што су лош контакт, пуцање лемног споја или замор метала, што утиче на поузданост и животни век чипа. Резултати ТЦТ теста пружају важну референцу за процену перформанси чипова у окружењима са температурним варијацијама.

Коморе за тестирање циклуса температуре се обично користе за опрему за испитивање поузданости.

(4) Стрес тест високе убрзане температуре и влажности (ХАСТ)

ХАСТ је метода за процену убрзаног старења. Овај тест поставља чип у екстремно окружење високе температуре и влажности (обично 85 степени /85% релативне влажности) и примењује напон или струју да убрза процес његовог старења. Овај метод може да репродукује деградацију перформанси чипа током дуготрајне-употребе за кратко време, помажући да се унапред идентификују потенцијални дефекти.

Главна предност ХАСТ-а је његова висока ефикасност убрзања, која омогућава добијање информација о поузданости чипа за кратко време, док пружа услове влажности ближе стварним сценаријима примене.

ИИ. Доживотно тестирање

Доживотно тестирање је још једна важна компонента процене поузданости чипа, која се углавном користи за анализу трендова промене перформанси и механизама кварова чипова током-дуготрајне употребе. Уобичајени пројекти укључују животни век складиштења на високим температурама (ХТСЛ) и Биас Лифе Тест (БЛТ).

(1) Тест животног века складиштења при високим температурама (ХТСЛ).

ХТСЛ тест поставља чип у окружење високе{0}температуре (обично 125 степени до 175 степени) на дужи период без примене радног напона да би се проценила његова поузданост и радни век у условима складиштења на високим{3}}има. Овај тест се углавном користи за симулацију ефеката старења чипса услед складиштења на високим{5}}температурама током складиштења или транспорта. ХТСЛ тестирање појашњава дугорочну-толерантност чипова под високим{8}}окружењима, пружајући референцу за подешавање услова складиштења и транспорта.

(2) Биас Лифе Тест (БЛТ)
БЛТ тестирање процењује стабилност и поузданост чипова под комбинованим ефектима-дуготрајног преднапона и високе температуре. Током теста, на чип се примењује константан преднапон и он се поставља у окружење високе{2}}температуре. Вредност преднапона се одређује према спецификацијама чипа и захтевима апликације. Непрекидним праћењем промена перформанси чипа у условима високе{5}}пристраности, могу се открити ефекти изазвани старењем преднапона, као што су оштећење диелектричног слоја, формирање замке интерфејса и савијање траке. Резултати БЛТ теста пружају важну основу за процену поузданости чипова у -дуготрајној употреби и високим{8}}окружењима.

ИИИ. Механичка и електрична испитивања
Поред тестова животне средине и животног века, процена поузданости чипа такође укључује механичка и електрична испитивања како би се потврдиле перформансе и стабилност чипова под условима физичког удара, вибрација и електричног стреса.

(1) Тест пада (ДТ)
Тестирањем пада процењује се поузданост чипова у условима физичког удара и вибрација. Током теста, чип се фиксира на наменски уређај и подвргава се унапред-подешеним операцијама пада или вибрације да би се симулирао физички утицај који може да претрпи у стварној употреби.

Тестирањем пада могу се идентификовати проблеми као што су лом лемног споја, оштећење структуре или лом материјала узрокован ударом или вибрацијом. Резултати теста пружају важне податке за процену отпорности чипа на ударце и вибрације у стварној употреби.

(2) Тест електростатичког пражњења (ЕСД).

ЕСД тестирање је кључна ставка за процену анти-способности чипа против сметњи у електростатичком окружењу. Електростатичко пражњење је обично узроковано неуравнотеженим наелектрисањем које настаје трењем или одвајањем површина изолационог материјала. Када се наелектрисања пренесу са једне површине на другу у кратком временском периоду, формира се импулсна струја високог напона.

ЕСД тестирање углавном користи две методе: модел пражњења људског тела (ХБМ) и модел напуњеног уређаја (ЦДМ) за симулацију догађаја електростатичког пражњења у људском контакту са или производном опремом и за процену толеранције чипа у таквим условима.

(3) Латцх-уп Тест
Латцх{0}}тестирање се користи за процену да ли ће чип доживети неочекивано закључавање или нестанак струје у екстремним условима као што су абнормалне флуктуације снаге. Током тестирања, заштитно коло је додато на улазни терминал за напајање чипа, а догађај изненадног нестанка струје је симулиран коришћењем-прекидача велике брзине да би се посматрало понашање чипа и способност опоравка у таквим пролазним условима. Овај тест помаже да се провери робусност чипа под сметњама у напајању.

Да би осигурале научну строгост, тачност и поновљивост тестирања поузданости чипа, међународне организације су развиле низ стандардизованих спецификација и метода тестирања, првенствено укључујући МИЛ-СТД, ЈЕДЕЦ, ИЕЦ, ЈЕСД, АЕЦ и ЕИА. Ове спецификације свеобухватно покривају захтеве за испитивање поузданости чипова у различитим условима окружења, радним стањима и сценаријима примене, обезбеђујући произвођачима чипова и лабораторијама за испитивање јединствене стандарде за тестирање и оперативне смернице. БОТО се стриктно придржава горе наведених стандардизованих спецификација за испитивање у дизајну и производњи различите опреме за испитивање поузданости како би се осигурала висока поузданост и конзистентност добијених резултата испитивања.