“浴盆曲線”(又稱U型曲線)是一個常用術語,用于描述半導體產品隨時間變化的瞬時故障率的通用曲線。盡管特定的半導體產品的實際故障率曲線差異很大,此曲線仍然具有很高的參考意義。
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正是因為該故障率曲線兩端高,中間低,有些像浴盤,所以稱其為“浴盆曲線”,而且該曲線具有非常明顯的階段性,可劃分為以下三個階段:
1、前面高表明的是早期失效率高(早期失效期)
早期失效率高這一情況處于該曲線的第一階段,也稱為早期失效期。也就是說PCBA電子產品在開始使用時,其失效率高,但是伴隨著產品使用時間的增加,失效率也會跟著迅速下降。造成這種失效的主要原因是因為一些電子器件來料,PCBA,以及生產制程,PCBA加工組裝中導入的不良;就會在電子產品早期工作的磨合期出現(xiàn)失效,這就是電子產品早期失效率高的原因。正因為這個原因,電子產品在出廠前需要做老化測試;一些重要的電子產品還要做HASS/HASA,即高加速應力篩選/高加速壽命試驗。
2、電子產品故障率中間低(偶然失效期)
電子產品處于這一階段的最大特點是失效率很低,且相對第一階段來說更為穩(wěn)定,往往可將其近似看作常數(shù),在電子行業(yè)中的產品可靠性指標,所描述的就是這個時期。電子產品過了早期失效的階段后,就進入了隨機失效的階段。在這個階段中產品的失效原因,主要是因為產品的某個部件的隨機性失效造成的,所以我們通常也把產品的中間時期叫做產品的使用壽命。
3、電子產品的后期故障率高(耗損失效期)
在最后這個階段中,電子產品的失效率會隨著時間的延長而急速增加,這是因為電子產品過了使用壽命以后,產品開始老化,里面的一些主要器件因為過了使用壽命開始加速老化,電子產品逐漸失去原有的功能,開始失效,這就是電子產品后期的故障率開始升高的原因。
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基于電子產品的浴盆曲線,要降低產品出廠后的故障率,就需要篩除處于早期失效期的產品,從而提高產品的可靠性。
半導體芯片的生產工序極為復雜、涉及的材料也很多,也大致遵從相同的原理。所以在芯片完成封裝后必然要進行100%的測試,以篩選出早期失效的芯片。通常商業(yè)級、工業(yè)級芯片生產線只做常溫的篩查測試,搭配后期的可靠性驗證來保障品質,而車軌級的芯片生產線上就必須要做低溫、常溫、高溫三個溫度的篩查測試,以期盡可能將不夠強壯的個體都篩選出來。
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