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老化系统

日期:2019-10-10 类型:技术中心 

关键词老化系统,老化测试

老化系统是一种测试和质量控制过程,用于识别和消除有缺陷的电子组件,然后将其出售或集成到较大的系统中。对于依赖频繁设计更改和组件修改的行业(例如半导体制造),老化测试是一项重要功能,因为它有助于保持产品运行之间的一致性。测试过程旨在通过在较高电压水平,超出标准温度范围以及在电源循环条件下运行产品来概述可能的缺陷。除半导体外,印刷电路板,集成电路和类似的微处理器组件通常在老化系统参数下进行测试。
 
老化测试方法通常涉及最终产品压力测试,但也可以用于基于可靠性的评估,以帮助提高制造标准。可靠性测试通常侧重于在设计阶段而不是在开发后创建可靠性,并结合内置的可靠性,并在晶圆级进行测试以减少封装费用。如果确定了导致某些故障的基本电气,机械,化学或热性能,则有可能在出现问题之前就避免它们的出现。这种“故障现象”方法突出了产品缺陷的根本原因,并可以为设计和开发过程提供有益的反馈。
 
老化测试原理半导体器件的例子
 
大多数半导体器都有早期故障或故障的风险,这会缩短其产品的使用寿命。老化测试可用于在此关键的早期阶段确定组件的可靠性,并确保电路进入其寿命的更有效的长期阶段。老化系统可以使设备在升高的电压和温度下运行,这会在短时间内触发电压和温度故障机制。虽然预烧测试可能对筛选有缺陷的产品有益,但成本会根据设备的复杂性和所需的预烧时间而增加,并且由于性能条件的严重性,有时还会引入新的故障模式。
 
老化测试级别
 
在电子组件中,最常见的老化测试级别通常是管芯级别,封装级别和晶圆级别的老化。这些名称是指测试产品的生产阶段,每个阶段都可能为制造商带来各种好处。越来越多地寻找“已知的合格模具”,即经过测试的可靠性和有效性的无包装模具,已导致在老化测试中发展出优化的方法。每个常见级别的特征包括:
 
•封装级:封装级测试是一种更为传统的方法,其中,在将裸片封装并集成到最终产品中之后,对其进行老化。尽管此技术有助于确保产品在最终阶段的可靠性,但完全修复或丢弃有缺陷的设备的成本可能会给资源带来压力。
•裸片级:在裸片级老化中,将裸片包装并集成到最终产品中之前,先将它们放置在临时运输单元中并进行测试。这种方法降低了包装成本,并确保仅将功能性芯片以相对较低的成本安装在设备中。
•晶圆级:此级别通过在晶圆完成制造阶段并立即确定组件有效性时对其进行测试来降低老化过程的费用。晶圆级老化可能会产生比封装级方法测试的最终产品可靠性低的最终产品,但更高的成本效率使其成为可行的选择。
 
老化过程的类型
 
标准的老化测试系统包含一系列插座,这些插座桥接了老化板和被测试设备之间的临时电气连接。典型的老化板可能包括多达五十个插槽,并且老化系统可能包含数十个此类板。有效的老化系统性能取决于对老化板,测试设备和老化炉中温度分布的透彻了解。常见的老化测试系统包括:
 
•静态老化:在这种类型的系统下,将测试设备安装到老化板上的插座,然后将其放置在老化烤箱中,在该烤箱中以十二到二十四的时间间隔施加电源和高温小时。冷却后,将电路板取出,并对设备进行一系列功能测试。外部偏置或负载不会产生应力,但是由于缺少电输入,因此静态老化方法对评估复杂器件的效果较差。
•动态老化:在动态老化系统中,设备会通过老化烤箱电子设备设置的最大速率进行测试,该设备可以对设备内部的节点施加功率刺激和压力。与静态老化一样,动态老化系统也不会在施加压力的过程中跟踪设备的响应,这意味着经历故障的模具必须等到后续功能测试后才能确定。
老化过程中的测试老化过程中的测试会监视设备在经受老化压力时并将其应用于矢量此方法可确保为设备加电并按预期应用输入测试。尽管老化条件通常使得同时执行功能评估不切实际,但停机时间可用于检查电路完整性,并最终减少后续功能测试的时间。