产品认证

恩智浦重点关注产品质量以及在预期应用的可靠性。预期应用将特性化为任务剖析，即在特定环境中，产品在其整个生命周期内的相关环境负载和功能负载。

理念

为了保证产品的可靠性能力，我们：

  1. 选择和评估适用的应用任务剖析(速度、功率、温度、使用寿命、负载循环等)
  2. 通过自带可靠性（built-in reliability），应对已知失效机制，从而确保产品耐用性
  3. 利用测试条件和测试时长，模拟和加速产品实际使用的环境和负载
  4. 确定产品认证计划，确保产品符合行业标准，如联合电子设备工程委员会（JEDEC）标准；符合市场具体需求，如汽车产品应满足汽车电子委员会（AEC）标准；适用时满足客户特定要求
  • 上述标准所述的芯片失效率遵循浴缸曲线。开始有一个初始降低的失效率，紧接着是长期的低水平失效率，然后是损耗失效。
  • 对于浴缸曲线的每个部分，恩智浦都有确定的方法来保证低失效率：
  • 测试和老化用于筛选早期失效产品(infant mortality)，可降低了早期失效率
  • 在设计时就保障使用寿命期间的稳健性，通过电气和机械稳健性测试(如静电放电、闩锁、软错误和跌落或震动冲击)进行检查
  • 自带可靠性可延后触发耗损失效期，且经过延长测试验证。

浴缸曲线：产品失效率

基于知识的产品认证方法论

半导体产品是一个或多个使用领域的应用解决方案(有时包括软件)，由以下技术构成：

  • 芯片扩散的晶圆制造工艺
  • 组装技术
  • 使用特定的技术库和设计流程的电子设计可提供预期的产品功能

恩智浦的可靠性知识框架

产品的可靠性能力及在特定领域中包含产品的应用组件的可靠性能力，可通过基于知识的产品认证（KBQ）方法论体现，符合JEDEC的JESD94标准、JEP122标准及JEP148标准中相关表述，并在汽车行业使用AEC-Q100/Q101标准、汽车工程师协会（SAE)和电气技术和电子行业总协会（ZVEI） 联合发布的J1879稳健性验证标准进行推广。这一方法论适用于新技术、新产品和新生产流程(如配方、设备、工艺、材料、设计/施工)的开发和变更。行业采用加速的可靠性测试方法，以在合理的时间内模拟应用的整个使用寿命。

我们的策略是使用测试直至失效（test-to-failure）理念确定可靠性能能力，可靠性认证合规测试时间长于要求时间，并评估产品的任何物理或电性能退化情况。

对于组件或整个产品，可通过与特定应用领域相关的一致性测试来评估可靠性。采用潜在失效模式和结构相似性规则的知识来定义测试及其要求。这些规则和测试可用于认证已发布组件的衍生产品。当有新的失效模式、新的或已修改的加速模型或模型参数，适用的合规测试要求结构相似性规则也会随之更新。

借助恩智浦的可靠性知识框架(RKF)，可以获得适用的可靠性知识、数据、工具和方法。

可靠性认证测试

恩智浦通过三种读数点确定组件可靠性能力：

  • 标准读数点，对标JEDEC、 AEC等国际标准
  • 稳健读数点，覆盖通用任务剖析（Generic Mission Profile），通常为2倍标准读数点
  • 延长读数点，确认新技术的界限

恩智浦常用的通用任务剖析（Generic Mission Profile）：

  • 便携式设备
  • 商用
  • 家用
  • 工业用途
  • 基础设施
  • 工业RF
  • 汽车等级3、2、1、0

标准/稳健读数点示例

认证读数点

加速压力测试 工业标准 / 恩智浦任务剖析 / 使用寿命 JESD47 /商用、家用、工业用途/ 5-10年 AEC Q100等级 1 / A1 / 15年
High-Temperature Operating Life Test (HTOL) JESD22-A108 1000h / 2000h 1) Tj=150 °C 1000h / 2000h Tj=150 °C
Preconditioning (PC) J-STD-020 在THB、HAST、T/C和AC前进行
Temperature Cycling (TC) JESD22-A104 500c / 1000c -65°C - 150 °C 500c / 1000c -65°C - 150 °C
Highly Accelerated Stress Testing (HAST) JESD22-A110 96h / 192h 85%RH / 130 °C 96h / 192h 85%RH / 130 °C
Temp and Humidity Bias (THB) JESD22-A101 1000h / 2000h 85%RH / 85 °C 1000h / 2000h 85%RH / 85 °C
High Temperature Storage Life (HTSL) JESD22-A103 1000h / 2000h Ta=150 °C 1000h / 2000h Ta=150 °C
Human Body Model (HBM) ANSI/ESDA/JEDEC JS-001-2012 2kV / 2.5kV 2kV / 2.5kV
Charged Device Model (CDM) JESD22-C101 500V / 750V 500V (corner 750V) / 750V
Latch-Up (LU) JESD78 ± 100 mA - Ta, max / ± 100 mA - Tj, max ± 100 mA - Ta, max / ± 100 mA - Tj, max