芯耀
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1. 怎樣的芯片算是好的芯片？
芯片的好壞，主要是由市場，性能和可靠性三要素決定的。首先，在芯片的開發(fā)前期，需要對市場進行充分調(diào)研，才能定義出符合客戶需求的SPEC；其次是性能，IC設計工程師設計出來的電路需要通過designer 仿真，DFT電路驗證，實驗室樣品評估，及樣品出貨前的FT，才能認為性能符合前期定義的要求；最后是可靠性，由于經(jīng)過測試的芯片只能保證客戶在剛拿到樣品的時候是好的，所以還需要進行一系列應力測試，模擬客戶端一些嚴苛使用條件對芯片的沖擊，以評估芯片的壽命及可能存在的質(zhì)量風險。
2. 芯片可靠性測試
芯片的使用壽命根據(jù)浴盆曲線（Bathtub Curve），分為三個階段，第一階段是初期失效： 一個高的失效率。由制造，設計等原因造成。第二階段是本征失效： 非常低的失效率，由器件的本征失效機制產(chǎn)生。第三個階段： 擊穿失效，一個高的失效率
浴盆曲線
可靠性實驗就是通過施加應力，繪制出芯片的生命周期曲線，以便客戶能在安全的范圍內(nèi)使用。
芯片在不同階段要做的可靠性如下圖所示：
對于新產(chǎn)品的可靠性來說，wafer，封裝，包裝和量產(chǎn)階段的可靠性通常由對應的晶圓廠/封測廠把控，與舊產(chǎn)品之間的差異不大。新產(chǎn)品的可靠性需要重點關(guān)注的就是成品測試階段的可靠性實驗，下面針對這些可靠性實驗進行簡單介紹。
加速環(huán)境應力測試——主要考驗產(chǎn)品封裝的可靠性
- PC(precondition)
評估芯片在包裝，運輸，焊接過程中對溫度、濕度沖擊的抗性，僅對非封閉的封裝（塑封）約束。模擬焊接過程高溫產(chǎn)生內(nèi)部水汽對內(nèi)部電路的影響，是封裝可靠性測試前需要進行的測試。
- HAST(Highly Accelerated Stress Test)
芯片長期存儲條件下，高溫和時間對器件的影響。僅針對塑封，分為帶偏置（hast)和不帶偏置uhast的測試，UHAST需要提前PC處理
- TC(temperature cycling)
檢測芯片是否會因為熱疲勞失效，TC也需要提前PC處理
高低溫交替變化下機械應力承受能力，可能導致芯片永久的電氣或物理特性變化
- HTSL(High temperature storage life test）
長期存儲條件下，高溫和時間對器件的影響，HTSL不需要做PC預處理
加速壽命模擬測試——主要考驗產(chǎn)品電氣可靠性
- HTOL(High Temperature Operation Life)
主要用于評估芯片的壽命和電路可靠性，可以用2種方式進行測試：DFT測試模式和EVA板測試模式。
- ELFR(early fail)
早期壽命失效率，需要的樣本量比較大
- EDR(nonvolatile memory write/erase endurance,data retention and operational life test)
非易失性存儲器耐久實驗，僅針對包含該性能的芯片才需要驗證
電氣特性確認測試——主要考驗產(chǎn)品的電氣可靠性
- HBM(Human-Body Model)
模擬人體帶電接觸器件放電發(fā)生的靜電放電模型
- CDM(Charged Device Mode)
模擬器件在裝配、傳遞、測試、運輸及存儲過程中帶電器件通過管腳與地接觸時，發(fā)生對地的靜電放電模型
- LU(latch up)
要是針對NMOS、CMOS、雙極工藝的集成電路。測試正/反向電流和電源電壓過壓是否會對芯片產(chǎn)生鎖定效應的測試。
任何一顆IC芯片，除了設計，流片，封裝測試外，必須進行以上所述的可靠性驗證。正常完成一批可靠性實驗需要至少兩個月的時間，而廠家至少需要測試3批次的可靠性才算將產(chǎn)品可靠性驗證完成；此外，可靠性測試很多測試項需要在第三方實驗室進行測試，測試板，測試座及測試費用都是一筆不小的開銷。因此，可靠性測試可以稱得上是一項耗時耗財?shù)拇蠊こ?。然而，正因為其測試項多，覆蓋面廣，所以才能保證客戶使用的芯片足夠可靠。因此，可靠性測試也是芯片生命周期中不可或缺的一部分。
