芯片老化测试是什么?怎么测?有哪些标准?
芯片老化测试(chip aging test)是通过模拟芯片在长期使用中可能遇到的高温、电流、电压等条件,加速其性能退化过程,从而评估其可靠性和寿命的试验。它能提前发现早期失效(early failure),确保芯片在复杂工况下稳定运行。?
一、芯片老化测试怎么测?
芯片老化测试方法多样,常见类型及操作如下:
1. 高温运行测试(HTOL, High Temperature Operating Life)
- 条件:温度125℃(工业级芯片)或更高,施加额定电压和电流。
- 时间:通常1000小时(参考JEDEC JESD22-A108标准)。
- 目的:验证芯片在高温下的长期稳定性,如漏电流(leakage current)变化。
2. 通电老化测试(Burn-in Test)
- 条件:85℃~125℃,施加动态负载(如反复开关、高频信号)。
- 时间:48~200小时(消费级芯片)或更长(工业/汽车级芯片)。
- 目的:剔除早期缺陷(如焊接不良、氧化层缺陷)。
3. 高加速应力测试(HAST, High Accelerated Stress Test)
- 条件:105℃、85%湿度,施加偏压(biased stress)。
- 时间:96~168小时(参考IEC 60068-2-47)。
- 目的:模拟极端湿热环境下的失效模式(如金属腐蚀、绝缘劣化)。
4. 温度循环测试(Temperature Cycling)
- 条件:-55℃~125℃循环(参考MIL-STD-883)。
- 时间:500~1000次循环。
- 目的:评估芯片在冷热交替下的机械稳定性(如焊点疲劳)。
二、芯片老化测试标准有哪些?
芯片老化测试需遵循国际及行业标准,确保测试结果的权威性:
JEDEC标准:
- JESD22-A108:高温运行测试(HTOL)。
- JESD22-A118:湿度敏感器件测试(HAST)。
IEC标准:
- IEC 60068-2-2:温度循环测试。
- IEC 60068-2-67:高温高湿测试(双85)。
MIL-STD标准:
- MIL-STD-883:军用芯片可靠性测试(含温度循环、HAST)。
AEC-Q标准:
- AEC-Q100:汽车级芯片测试(含HTOL、HAST、温度循环)。
三、注意事项
✅ 选择测试类型:根据芯片用途(消费级/工业级/汽车级)及失效模式选择合适测试。
✅ 样本数量:建议不少于10个样品,确保统计有效性。
⚠️ 加速≠实际寿命:实验室条件严酷度远超真实环境,需通过数学模型(如阿累尼乌斯图)推算实际寿命。
四、如何开始芯片老化测试?
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