Temperaturkontrolle von Qualitäts- und Zuverlässigkeitstestobjekten für integrierte Schaltkreise/Chipwafer

Der grundlegendste Teil der Chipherstellung ist der Design-Tape-Package-Test. Die Chipkostenstruktur beträgt im Allgemeinen 20 % der Arbeitskosten, 40 % der Bandkosten, 35 % der Gehäusekosten und 5 % der Testkosten. Der Test ist tatsächlich in allen Aspekten der Chip. „Billiger“ Schritt, aber der Test ist das endgültige Maß an Produktqualität. Wenn es keinen guten Test gibt, ist die Produkt-PPM (Million Failure Rate) zu hoch und die Rendite oder Entschädigung beträgt bei weitem nicht 5 % der Kosten.

Welche Tests müssen Chips durchführen?
Es gibt drei Hauptkategorien: Chip-Funktionstests, Leistungstests und Zuverlässigkeitstests. Für die Listung sind die drei großen Tests für Chipprodukte unabdingbar.

Zuverlässigkeitstest: Der Chip hat den Funktions- und Leistungstest bestanden und es wurde ein guter Chip erhalten, aber wird der Chip durch statische Elektrizität beschädigt, ob er in extremen Umgebungen normal funktionieren kann, und die Lebensdauer des Chips usw. Test zu bewerten.

Bei Zuverlässigkeitstests werden hauptsächlich verschiedene raue Umgebungen auf den Chip angewendet, z. B. statische ESD-Elektrizität, mit der der menschliche Körper oder ein simulierter Industriekörper simuliert wird, um vorübergehend eine große Spannung an den Chip anzulegen. Ein weiteres Beispiel ist die Alterung von HTOL (High Temperature Operating Life), die dazu dient, die Chipalterung bei hohen Temperaturen zu beschleunigen und dann die Chiplebensdauer abzuschätzen. Es gibt auch den HAST-Test (Highly Accelerated Stress Test), um die Feuchtigkeitsbeständigkeit des Chipgehäuses zu testen. Das zu prüfende Produkt wird unter extremen Temperaturen, hoher Luftfeuchtigkeit und hohem Druck getestet. Wird die Feuchtigkeit entlang der Grenzfläche zwischen Kolloid oder Kolloid und Leiterrahmen in das Gehäuse eindringen und dadurch den Chip beschädigen?

Zuverlässigkeitstestelemente auf IC-Produktebene (Zuverlässigkeitstestelemente auf IC-Produktebene)
1. Lebenstestelemente: EFR, OLT (HTOL), LTOL
①EFR: Frühausfallratentest (Frühausfallratentest)
Zweck: Bewertung der Stabilität des Prozesses, Beschleunigung der Fehlerausfallrate und Entfernung von Produkten, die aufgrund natürlicher Ursachen ausgefallen sind.
Testbedingungen: Erhöhen Sie Temperatur und Spannung dynamisch, um das Produkt innerhalb einer bestimmten Zeit zu testen
Fehlermechanismus: Fehler in Materialien oder Prozessen, einschließlich produktionsbedingter Fehler wie Oxidschichtfehler, Metallätzung, Ionenverunreinigung usw.

②HTOL / LTOL: Betriebslebensdauertest bei hohen / niedrigen Temperaturen
Zweck: Bewertung der Haltbarkeit eines Geräts im Laufe der Zeit unter Überhitzungs- und Überspannungsbedingungen
Testbedingungen: 125 ℃, 1.1 VCC, dynamischer Test
Fehlermechanismus: Elektronenwanderung, Bruch der Oxidschicht, Interdiffusion, Instabilität, Ionenkontamination usw.
Richtlinie:
Das Bestehen des IC für 1000 Teststunden bei 125 °C kann eine 4-jährige Dauernutzung garantieren, und 2000 Teststunden garantieren eine 8-jährige Dauernutzung;
Der Test bei 150 ℃ über 1000 Stunden hat eine Garantie von 8 Jahren und 2000 Stunden von 28 Jahren.

2. Umwelttestgegenstände (Umwelttestgegenstände)
PRE-CON, THB, HAST, PCT, TCT, TST, HTST, Lötbarkeitstest, Lötwärmetest
①PRE-CON: Vorbedingungstest
Zweck: Simulation der Haltbarkeit von IC-Speichern unter bestimmten Feuchtigkeits- und Temperaturbedingungen vor der Verwendung, d. h. der Zuverlässigkeit von IC-Speichern von der Produktion bis zur Verwendung.

Testablauf (Testablauf):
Schritt 1: SAM (Scanning Acoustic Microscopy)
Schritt 2: Temperaturwechsel
-40 °C (oder niedriger) ~ 60 °C (oder höher) für 5 Zyklen, um Versandbedingungen zu simulieren
Schritt 3: Backen
Bei mindestens 125 °C für 24 Stunden, um jegliche Feuchtigkeit aus der Verpackung zu entfernen
Schritt 4: Einweichen
Unter Verwendung einer der folgenden Einweichbedingungen
-Stufe 1: 85 ℃ / 85 % relative Luftfeuchtigkeit für 168 Stunden (egal wie lange die Lager- und Transportzeit ist)
-Stufe 2: 85 ℃ / 60 % relative Luftfeuchtigkeit für 168 Stunden (Lager- und Transportzeit beträgt etwa ein Jahr)
-Stufe 3: 30 ℃ / 60 % relative Luftfeuchtigkeit für 192 Stunden (Lagerzeit beträgt etwa eine Woche)
Schritt 5: Reflow (Reflow-Löten)
240 ℃ (-5 ℃) / 225 ℃ (-5 ℃) für 3 Mal (Pb-Sn)
245 ℃ (-5 ℃) / 250 ℃ (-5 ℃) für 3 Mal (bleifrei)
* Wählen Sie entsprechend der Packungsgröße
Schritt 6: Ultraschallscanner SAM (Scanning Acoustic Microscopy)

②THB: Beschleunigter Temperatur-Feuchtigkeits- und Bias-Test (Temperatur-Feuchtigkeits-Bias-Test)
Ziel: Bewertung der Beständigkeit von IC-Produkten gegenüber Feuchtigkeit unter Bedingungen hoher Temperatur, hoher Luftfeuchtigkeit und Vorspannung, um deren Ausfallprozess zu beschleunigen.
Testbedingungen: 85 ℃, 85 % relative Luftfeuchtigkeit, 1.1 VCC, statische Vorspannung

③HAST: Hochbeschleunigter Stresstest (HAST: Hochbeschleunigter Stresstest)
Ziel: Bewertung der Beständigkeit von IC-Produkten gegenüber Feuchtigkeit bei hoher Temperatur, hoher Luftfeuchtigkeit und hohem Druck unter Vorspannungsbedingungen, um ihren Ausfallprozess zu beschleunigen.
Testbedingungen: 130 ℃, 85 % relative Luftfeuchtigkeit, 1.1 VCC, statische Vorspannung, 2.3 atm

TCT: Temperaturwechseltest (Temperaturwechseltest)
Zweck: Bewertung der Kontaktausbeute der Grenzfläche zwischen Metallen mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten in IC-Produkten. Die Methode besteht darin, die Umluft immer wieder von hoher auf niedrige Temperatur zu wechseln.
Test-Bedingungen:
Bedingung B: -55 ℃ bis 125 ℃
Bedingung C: -65 ℃ bis 150 ℃

TST: Schlagprüfung bei hohen und niedrigen Temperaturen (Thermoschocktest)
Zweck: Bewertung der Kontaktausbeute der Grenzfläche zwischen Metallen mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten in IC-Produkten. Die Methode besteht darin, die zirkulierende Flüssigkeit wiederholt von hoher Temperatur auf niedrige Temperatur zu ändern.
Test-Bedingungen:
Bedingung B: -55 ℃ bis 125 ℃
Bedingung C: -65 ℃ bis 150 ℃

HTST: Lagerlebensdauertest bei hohen Temperaturen
Zweck: Bewertung der Lebensdauer von IC-Produkten unter Hochtemperaturbedingungen über mehrere Jahre ohne Arbeitsbedingungen vor dem tatsächlichen Einsatz.
Testbedingung: 150 ℃

SHT-Test: Löthitzebeständigkeitstest (Solder Heat Resistivity Test)
Ziel: Bewertung der Empfindlichkeit von IC gegenüber vorübergehend hohen Temperaturen
Testmethode: 260 Sekunden lang in ein 10 °C warmes Zinnbecken eintauchen

Es ist nicht schwer zu erkennen, dass die oben genannten Qualitätstests und Zuverlässigkeitstests des Chips eines gemeinsam haben: Temperatur, so niedrig wie -40 ℃ und so hoch wie 250 ℃, die Temperaturanforderungen jedes Testprojekts sind unterschiedlich . Obwohl der Test der kleinste im gesamten Chipproduktionsprozess ist, zeigt sich auch, dass er von entscheidender Bedeutung ist. Die Testergebnisse spiegeln nicht nur die Ausbeute der Fabrik oder sogar die Effizienz und Lebensdauer der tatsächlichen Nutzung im späteren Zeitraum wider. Bezogen auf die Kosten der Chipproduktion.

Um einen gewissen Anteil in der Chipindustrie zu haben, entwickelte und produzierte LNEYA speziell mehrere Modelle von Temperaturkontrollsystemen, TES-Serie und AES-Serie. Erweiterte Verwendung Kontrolle der Flüssigkeitstemperatur Technologie, die Hauptaufgabe besteht darin, die Rolle der Temperaturprüfung im Chip-/Wafer-Testprozess zu simulieren, mit einer breiten Temperaturorientierung und einem thermischen Zyklus, Temperaturbereich -92 °C ~ 250 °C, geeignet für verschiedene Testprojekte. Zu lösende Temperaturanforderungen das Problem der Verzögerung der Temperaturregelung während des Tests.