반도체 신뢰성 테스트 및 테스트 항목

반도체 신뢰성 테스트

반도체 신뢰성 테스트란 제품이 일정 기간 동안 표준 기술 조건에서 특정 기능이 작동 가능한지 확인하는 능력을 말합니다. 신뢰성 테스트는 제품의 고장 확률과 유지보수 가능성으로 측정될 수 있습니다.
제품의 예상, 실제 기술 사양 및 고객 요구 사항에 따라 MIL-STD, JEDEC, IEC, JESD, AEC, EIA 등 다양한 신뢰성 테스트 표준에 따라 테스트를 수행합니다.

 

 

 

반도체 신뢰성 테스트 항목

가속 수명 시뮬레이션 테스트
1) 제품 초기 수명 실패율 (Early Life Failure Rate, ELFR)

ELFR은 시간이 지남에 따라 고장률이 일정하거나 감소하는 가속 테스트를 사용하여 제품의 초기 수명 고장률을 계산하는 방법입니다. 적절한 현장 고장 데이터가 있는 기술의 경우 초기 수명 고장률을 설정하는 대체 방법을 사용할 수 있고 이 표준의 목적은 초기 수명 실패율의 측정 및 계산하는 것으로 예상치는 신뢰성 성능을 목표와 비교하고, 라인 피드백을 제공, 서비스 비용 견적, 지원 제품 테스트 및 선별 전략을 설정하여 ELFR이 고객의 요구 사항을 충족하는지 확인하는 데 사용할 수 있습니다.

2) 고온 작동 수명 테스트 (High Temperature Operating Life Test, HTOL)
HTOL은 집적 회로(IC)에 적용하여 본질적인 신뢰성을 확인하는 신뢰성 테스트입니다. 이 테스트는 미리 정의된 기간 동안 고온, 고전압 및 동적 작동에서 IC에 스트레스를 가합니다. 일반적으로 IC는 스트레스를 받는 동안 모니터링되고 중간 간격으로 테스트됩니다. 이 신뢰성 스트레스 테스트는 '수명 테스트', '디바이스 수명 테스트'라고 하며 잠재적인 고장 모드를 미리 확인하고 IC 수명을 평가하는 데 사용됩니다.

 

반도체-신뢰성-테스트

환경 테스트
1) 고온 보관 테스트 : 고온에서 보관하는 고체 상태 디바이스에 대한 시간과 온도의 영향을 확인합니다.

2) 저온 보관 테스트 : 저온 보관 조건에서 시간과 온도가 고체 상태 디바이스에 미치는 영향을 확인합니다.

3) 온도 습도 보관 테스트 : 습한 환경에서 밀폐되지 않은 상태의 디바이스의 신뢰성을 평가합니다.

4) 압력 조리 테스트/고가 속 온도 및 습도 스트레스 테스트 : 온도, 습도, 압력이 높은 환경에서 밀폐되지 않은 상태의 디바이스의 신뢰성을 평가합니다.

5) 온도 사이클링 테스트 : 극한의 고온과 저온을 번갈아 가며 유발되는 기계적 스트레스에 대한 부품의 저항성을 확인합니다.

6) 열 충격 테스트 : 극심한 온도 변화에 갑자기 노출된 부품의 저항과 이러한 극한 온도에 대한 대체 노출의 영향을 확인합니다.

7) 고온 작동 수명 테스트: 전기적 편향과 고온 스트레스를 받는 디바이스의 수명을 확인하기 위한 테스트로 기기의 작동 조건을 가속화된 방식으로 시뮬레이션하며, 주로 기기 인증 및 신뢰성 모니터링에 사용됩니다.

8) 사전 조건 테스트 : 다중 솔더 리플로우 작업에서 밀폐되지 않은 상태의 패키지 디바이스의 신뢰성을 평가합니다.

 

 

 

보드 레벨 신뢰성 테스트

1) 기판 레벨 낙하 테스트 : 회로 기판의 과도한 굴곡이 제품 고장을 유발하는 가속 테스트 환경에서 휴대용 전자 제품 애플리케이션을 위한 표면 실장 전자 부품의 낙하 성능을 평가하고 비교하기 위한 것입니다. 테스트 보드와 테스트 방법을 표준화하여 표면 실장 부품의 낙하 테스트 성능을 재현 가능하게 평가하는 동시에 제품 레벨 테스트 중에 일반적으로 관찰되는 고장 모드를 복제하는 것이 목적입니다.

2) 보드 레벨 온도 사이클 테스트: 부품과 납땜 상호 연결이 고온과 저온을 번갈아 가며 유발되는 기계적 응집력을 견딜 수 있는지 확인하기 위해 수행되며 이러한 기계적 스트레스로 인해 전기적 또는 물리적 특성의 영구적인 변화가 발생할 수 있습니다.

3) 보드 레벨 모노토닉 굽힘 테스트：부품의 보드 레벨 인터커넥트의 파단 강도를 특성화하기 위한 것입니다. 기존 솔더 리플로 기술을 사용하여 인쇄 배선 기판에 부착된 표면 실장 부품에 적용할 수 있습니다. 단조 굽힘 특성화 결과는 기존의 비 순환 기판 조립 및 테스트 작업 중에 발생할 수 있는 굴곡 하중에 대한 파단 저항을 측정하고 배송, 취급 또는 현장 작동 중 기계적 충격이나 충격을 다루는 기존 표준을 보완할 수 있습니다.

4) 기판 레벨 순환 굽힘 테스트：극한의 고온과 저온을 번갈아 가며 유도되는 기계적 응집력에 대한 부품의 저항을 측정합니다.

5) 스트레인 측정: 전기적 편향과 고온 스트레스를 받는 디바이스의 수명을 측정하고 장치 작동 조건을 가속화된 방식으로 시뮬레이션하며 주로 장치 검증 및 신뢰성 모니터링에 사용합니다.

 

 

운송 테스트
1) 진동 테스트: 구조물에 강제 기능을 도입하여 수행하며, 일반적으로 일부 유형의 셰이커를 사용합니다. 또는 셰이커의 '테이블'에 DUT(테스트 대상 장치)를 부착합니다. 진동 테스트는 정의된 진동 환경에 대한 테스트 대상 장치(DUT)의 응답을 검사하기 위해 수행되며 측정된 응답은 피로 수명, 공진 주파수 또는 삐걱거림 및 덜거덕거리는 소리 출력(NVH) 일 수 있습니다. 삐걱거림 및 딸랑이 테스트는 작동 중 매우 낮은 소음 수준을 생성하는 특수 유형의 저소음 진동기를 사용하여 수행됩니다.

 

2) 기계적 충격 테스트: 일반적으로 고전적인 충격 테스트와 파이로 쇼크 또는 탄도 충격 테스트의 두 가지 범주로 나누어집니다. 고전적인 충격 테스트는 하프사인, 하버사인, 톱니파, 사다리꼴 등의 충격 자극으로 구성되고 파이로 쇼크 및 탄도 충격 테스트는 특수한 테스트이며 고전적인 충격으로 간주되지 않습니다. 고전적 충격은 전기 역학(ED) 셰이커, 자유 낙하 타워 또는 공기 완충장치에서 수행할 수 있습니다. 고전적 충격 임펄스는 충격기 테이블이 갑자기 방향을 바꿀 때 생성됩니다. 이 갑작스러운 방향 변화는 급격한 속도 변화를 일으켜 충격 임펄스를 생성합니다.

3) 낙하 테스트 : 시제품 또는 실험용 항공기 및 우주선의 비행 중 특성을 테스트하기 위해 테스트 차량을 특정 고도까지 올렸다가 다시 떨어뜨려서 테스트하는 방법입니다. 동력 항공기, 특히 로켓 추진 항공기와 관련된 시험 비행은 항공기에서 분리된 후 항공기의 로켓을 발사하기 때문에 낙하 발사라고 할 수 있습니다.