一文理解芯片可靠性测试项目

可靠性试验，是指通过试验测定和验证产品的可靠性。研究在有限的样本、时间和使用费用下，找出产品薄弱环节。可靠性试验是为了解、评价、分析和提高产品的可靠性而进行的各种试验的总称。

为了测定、验证或提高产品可靠性而进行的试验称为可靠性试验，它是产品可靠性工作的一个重要环节。

芯片可靠性测试主要分为环境试验和寿命试验两个大项，可靠性测试是确保芯片在实际应用中能够稳定运行和长期可靠的关键步骤。一般来说，可靠度是产品以标准技术条件下，在特定时间内展现特定功能的能力，可靠度是量测失效的可能性，失效的比率，以及产品的可修护性。

根据产品的技术规范以及客户的要求，我们可以执行MIL-STD、JEDEC、IEC、JESD、AEC、andEIA等不同规范的可靠度的测试。

01、HTOL：高温工作寿命

高温寿命试验也叫老化测试，是一种常用的芯片可靠性测试方法，通过将芯片在高温环境下长时间运行，以模拟实际使用中的热应力和老化过程。这种测试有助于评估芯片在高温环境下的稳定性和长期可靠性。

在进行热老化测试时，芯片通常被放置在具有恒定高温的热槽中，持续运行一段时间，常见的测试温度范围为100°C至150°C。测试期间，芯片的电气特性、性能和可靠性会被监测和记录。

通过热老化测试，可以检测到由于热扩散、结构破坏或材料衰变等原因引起的故障。这些故障可能包括电阻变化、电流漏泄、接触不好、金属迁移等。通过分析测试结果，可以评估芯片在长期高温环境下的可靠性，并为改进设计和制造过程提供参考。

02、LTOL：低温工作寿命

LTOL测试通过在低温下对芯片进行加速老化测试，以评估芯片在低温条件下的可靠性和寿命。低温工作寿命测试可以帮助制造商了解芯片在低温环境下的稳定性和可靠性。

在一些恶劣环境下，例如航飞系统、军事、医用等领域，芯片需要能够在很低的温度下正常工作，因此对于这些应用场景来说，低温工作寿命测试是至关重要的。

03、DT：跌落测试

跌落测试用于评估芯片在物理冲击和振动环境下的稳定性和可靠性。这种测试模拟了实际使用中可能发生的跌落或震动情况。在跌落测试中，芯片会被安装在特制的跌落测试设备上，并进行控制的跌落或震动操作。测试设备通常会产生严格定义的冲击或振动力度、方向和频率，以模拟实际使用中可能遇到的物理应力。

通过跌落测试，可以检测到由于跌落或震动引起的连接断裂、结构损坏、材料破裂等问题。测试期间，芯片的电气特性、性能和可靠性会被监测和记录。分析跌落测试结果可以评估芯片在实际使用条件下的抗冲击和抗振动能力，并提供改进设计和制造过程的参考。此外，跌落测试还有助于确定芯片在运输、装配和实际使用中的适应性和耐久性。

04、BLT：偏压寿命试验

BLT用于评估MOS FET（金属氧化物半导体场效应晶体管）等器件在长期偏置和高温环境下的稳定性和可靠性。在BLT偏压寿命试验中，芯片会被加以恒定的偏置电压，并暴露于高温环境中。偏置电压通常是根据具体芯片规格和应用需求进行设定的。在持续的高温和偏置条件下，芯片的特性、性能和可靠性将被监测和记录。

BLT测试的目的是检测由于偏压和高温环境引起的偏压老化效应。这些效应可能导致硅介质的损失、界面陷阱的形成和能带弯曲等问题。测试结果可以用于评估芯片在长期使用和高温环境下的可靠性，并为设计和制造过程的改进提供参考。

05、BLT-LTST：低温偏压寿命试验

BLT-LTST用于评估MOS FET等器件在低温、长期偏置和高压环境下的稳定性和可靠性。在BLT-LTST低温偏压寿命试验中，芯片会被暴露于低温环境，并施加恒定的偏置电压和高压。低温条件通常在-40°C至-60°C范围内设定，具体取决于芯片规格和应用需求。在持续的低温、偏置和高压条件下，芯片的特性、性能和可靠性将被监测和记录。

BLT-LTST测试的目的是检测由于低温偏压和高压环境引起的可靠性问题。这些问题可能包括硅介质的损失、漏电流增加、接触不好等。通过分析测试结果，可以评估芯片在低温和偏压环境下的可靠性，并提供改进设计和制造过程的参考。

06、Preconditioning：预处理

预处理是指在芯片可靠性测试之前对芯片进行一些特定的处理，以达到特定的测试目的。预处理通常包括两个步骤：温度循环和湿度循环。

温度循环通常包括高温和低温两个限值，用于模拟芯片在实际应用中遇到的高温和低温环境。湿度循环则用于模拟芯片在潮湿环境下的工作情况，从而评估芯片在湿度环境下的可靠性。

07、TCT：温度循环

温度循环测试旨在评估芯片在温度变化环境下的稳定性和可靠性。这种测试模拟了实际使用中由于温度变化引起的热应力和材料疲劳。在温度循环测试中，芯片会在不同温度之间进行循环暴露。通常，测试会在两个或多个不同的温度点之间进行切换，例如从低温（如-40°C）到高温（如125°C）。每个温度点的暴露时间可以根据需要进行调整。

通过温度循环测试，可以检测到由于温度变化引起的结构应力、热膨胀差异、焊点疲劳等问题。这些问题可能导致接触不好、焊连断裂、金属疲劳等故障。测试期间，芯片的电气特性、性能和可靠性会被监测和记录。

08、EFR/ELFR:早期失效寿命试验

早期失效寿命试验旨在评估芯片在其使用寿命的早期阶段内是否存在任何潜在的故障或失效。这种测试通常在芯片制造过程中或产品开发的早期阶段进行。它涉及加速测试和高度应力环境下的芯片运行。通过施加高温、高电压、高频率等条件，使芯片在短时间内暴露于更严苛的环境，以模拟实际使用中的应力情况。

早期失效寿命试验的目标是提前发现潜在的故障和不好，以便进行适当的改进和调整。通过分析测试结果，可以确定芯片设计和制造过程中的弱点，并采取相应措施来提高芯片的可靠性和寿命。

08、HTSL：高温存储

高温存储是指在芯片可靠性测试中，通过将芯片长时间存放在高温环境下，来评估芯片在高温环境下的可靠性和寿命。

在高温存储测试中，芯片通常被置于高温环境中（通常为125℃到175℃）存放一段时间，例如1000小时或更长时间。这样的高温环境可以加速芯片老化过程，从而更快地确定芯片在实际应用中的可靠性和寿命。

HTS（也称为“烘烤”或 HTSL）用于确定器件在高温下的长期可靠性。与 HTOL 不同，器件在测试期间不处于运行条件下。

09、HAST：高加速温湿度应力试验

在HAST测试中，芯片被置于一个高温高湿的环境下（通常为85℃和85 百 分之相对湿度），并且在高温高湿的环境下施加电压或电流进行加速老化。这种恶劣的环境可以加速元器件的老化过程，并导致元器件在较短时间内失效，从而可以提前发现元器件的潜在问题。

HAST测试的优点是加速老化速度，因此可以在相对较短的时间内获得元器件的可靠性信息。此外，它还可以提供更大的湿度差异，从而更好地模拟实际应用中的湿度环境。

12、THB：恒温恒湿偏压寿命试验

在THB测试中，元器件通常会被置于一个高温高湿的环境中（通常为85℃和百 分之85相对湿度），并施加一个恒定的电压或电流偏压。测试持续时间可以根据元器件类型和应用来确定，通常为数百小时至数千小时。

10、bHAST：温湿度偏压高加速应力测试

根据 JESD22-A110 标准，THB 和 bHAST 让器件经受高温高湿条件，同时处于偏压之下，其目标是让器件加速腐蚀。THB 和 bHAST  用途相同，但 bHAST  条件和测试过程让可靠性团队的测试速度比 THB 快得多。

11、uHAST：无偏压高加速温湿度应力试验

与传统的高加速温湿度应力试验（HAST）不同，uHAST测试不施加电压或电流偏压，只是在高温高湿的环境下对样品进行加速老化。

通常，uHAST测试的条件是85℃和百 分之85相对湿度，而测试时间可以根据元器件类型和应用来确定，通常为数百小时至数千小时。

13、MSL：潮湿敏 感度等级

潮湿敏 感度等级是表征电子元器件对潮湿度的敏 感程度的等级。在制造、存储和运输过程中，潮湿度会对元器件造成损害，如金属氧化、绝缘降低等。因此，电子元器件的MSL等级被用来指导元器件的存储、运输和焊连等工艺过程，以确保元器件的可靠性。

MSL等级通常用数字来表示，数字越小表示元器件对潮湿度的敏 感程度越高，需要采取更加严格的控制措施。例如，MSL-1表示元器件对潮湿度的敏 感度较低，可以在长时间的恒温恒湿环境下存储；而MSL-6表示元器件对潮湿度的敏 感度较高，须在特定的焊连时间内焊连，并且不能超过特定的存储时间。

14、Latch-up：闩锁测试

闩锁测试是一种测试芯片在恶劣环境下是否会出现意外断电等异常情况的测试。

该测试会在芯片的电源输入端加入一个电压保护器，然后在芯片正常运行的情况下，用一个高速开关控制电源输入端的电源开关，模拟突然断电的情况，从而测试芯片在此情况下的表现和恢复能力。

15、ESD：静电放电

静电荷是静置时的非平衡电荷。通常情况下，它是由绝缘体表面相互摩擦或分离产生；一个表面获得电子，而另一个表面失去电子。其结果是称为静电荷的不平衡的电气状况。

当静电荷从一个表面移到另一个表面时，它便成为静电放电 (ESD)，并以微型闪电的形式在两个表面之间移动。

当静电荷移动时，就形成了电流，因此可以损害或破坏栅 氧化层、金属层和结。