半導(dǎo)體器件 鑒定指南 第2部分：可靠性鑒定中任務(wù)剖面的概念 征求意見稿

1半導(dǎo)體器件通用鑒定指南第2部分：可靠性鑒定中任務(wù)剖面的概念本文件基于產(chǎn)品的工作環(huán)境條件和擬定用途，使用任務(wù)剖面概念為制定可靠性鑒定計劃提供了指本文件適用于除涉及航天航空和軍事應(yīng)用之外的半IEC63287-1:2021半導(dǎo)體器件通用半導(dǎo)體鑒定指南第1部分：集成電路可靠性鑒定指南(Semiconductordevices–Genericsemiconductorqualificationguid注：GB/Txxxx-1:xxxx半導(dǎo)體器件通用半導(dǎo)體鑒定指南第1部分：3.14任務(wù)剖面體器件供應(yīng)商和用戶之間協(xié)商達成一致，并確定準(zhǔn)確可靠性的試驗圖1給出了一個汽車領(lǐng)域應(yīng)用場景任務(wù)剖面示例，給出了預(yù)期壽安裝在發(fā)動機周圍和客艙周圍的不同環(huán)境溫度和在該溫度下的預(yù)期工作時間。圖1所示任務(wù)剖面的可靠試驗時間和試驗樣件數(shù)的試驗計算規(guī)程基于JEITAED-4701/4.2基于汽車發(fā)動機外圍應(yīng)用任務(wù)剖面的可靠性試驗計劃示例一表1為基于圖1所示發(fā)動機外圍車載應(yīng)用的任務(wù)剖面進行壽命試驗的可靠性試驗計劃（可靠性試驗樣件數(shù)和試驗時間）試算案例，基于在日本的預(yù)期每年運行500小時的一般汽車應(yīng)用案k——玻爾茲曼常數(shù)，單位為焦耳Ea——激活能，單位為電子伏特(eV)；αv=exp[β(V2?V1)]·····················β——電壓加速率常數(shù)，單位為每伏特(V-1)在設(shè)計壽命試驗的試驗計劃時，只需將任務(wù)剖面中的工作時間視為半導(dǎo)體器件工作環(huán)境中的應(yīng)力溫度加速和3.96V電壓加速條件下進行約279小時的壽命試驗可提供相當(dāng)于15年的實際表1基于任務(wù)剖面的壽命試驗的等效試驗時間的試算示例（發(fā)動機外圍3表2使用了IEC63287-1的可靠性試驗計劃，根據(jù)上述任務(wù)剖面（實際使用15年），給出注：IEC63287-1的可靠性試驗通過對實際使用環(huán)境的電壓、溫度、濕度等進行加速試驗。表2基于任務(wù)剖面的壽命試驗的樣件數(shù)和試布Q100TDDB=time-dependentdielectricbreakdown（時間相表3展示了一個由于任務(wù)剖面不同而改變試驗計劃內(nèi)容的案例。依據(jù)AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)，和歐洲的假定每年運行時間為800小時（12000小時/15年）的一般汽車與章節(jié)4.2中壽命試驗計劃的設(shè)計類似，只需將任務(wù)剖面中的運行時間視為半導(dǎo)體器件工作環(huán)境中的應(yīng)力時間。表3給出了基于任務(wù)剖面的壽命試驗的等效試驗時間計算示例，在試驗計算中，工作的結(jié)溫升高(?Tj)假定為20℃,試驗溫度設(shè)定為Tj=125℃;本示例假），表3基于任務(wù)剖面的壽命試驗的等效試驗時間的試算示例（發(fā)動機外圍表4采用IEC63287-1的可靠性試驗方法，對于上述任務(wù)剖面（實際使用15年），給出了在90%置信度、總耗損失效率不超過0.1%水平下的壽命試驗樣件數(shù)以及試驗時間的計注：IEC63287-1的可靠性鑒定通過對實際使用環(huán)境的電壓、溫度、濕度等進行加速試驗。表4基于任務(wù)剖面（發(fā)動機外圍汽車應(yīng)用）的壽命試驗樣件數(shù)和試驗時目/0.1%（90%置信度）布4,4基于汽車客艙外圍應(yīng)用任務(wù)剖面的可靠性試驗計劃示例下文顯示了基于圖1汽車客艙外圍應(yīng)用的任務(wù)剖面的可靠性試驗計劃的設(shè)計規(guī)程（可靠性鑒定在設(shè)計壽命試驗的試驗計劃時，只需將任務(wù)剖面中的運行時間視為半導(dǎo)體器件使用環(huán)境中的應(yīng)力時間。本例中，將壽命試驗的運行時間轉(zhuǎn)換為等效時間的試算示例在表5中給出，假設(shè)運行期間結(jié)溫上），計加速和3.63V電壓加速條件下進行約130小時的壽命試驗，相當(dāng)于15年的實際使用表5基于任務(wù)剖面（客艙外圍汽車應(yīng)用）的壽命試驗等效時間5注：IEC63287-1的可靠性鑒定通過對實際使用環(huán)境的電壓、溫度、濕度等進行加速試驗。表6基于任務(wù)剖面（客艙外圍的汽車應(yīng)用）的壽命試驗的樣件數(shù)和試驗時間的目布數(shù)建議使用任務(wù)剖面進行有效試驗。在第5章節(jié)提供了任務(wù)剖面與AEC-Q100案例對表7和表8為使用AEC-Q100任務(wù)剖面替代JEITAEDR-4708B中的加速條件和加速對比了試驗樣件數(shù)和試驗時間。其中，AEC-Q100僅提供參考AEC-Q100AEC-Q100AEC-Q100AEC-Q100hβ=4hβ=420℃/400hhβ=47hβ=4aEDR4078B標(biāo)準(zhǔn)中為50件/1000h，最新標(biāo)準(zhǔn)EDR4078C中更新為52bEDR4078B標(biāo)準(zhǔn)中為339件/1000h，最新標(biāo)準(zhǔn)EDR4078C中更新為341件/1000hAEC-Q100AEC-Q100AEC-Q100AEC-Q100HHAfpAfp?expn-2HHαvp=nAfp?expAfpAfp?expn-2αvp=nAfp?expn=2n=4-9環(huán)[3]GB/T4937.11半導(dǎo)體器件機械和氣候試驗方法第11[4]JEITAEDR-4704A,ApplicationGuideoftheAcceleratedLifeTeElectronicsandInformationTechnologyIndustriesAssociation(JEITA),2007[5]JEDECJESD94A,Appli[6]JEDECJEP122,FailureMechanismsandModelsforSemic[7]JP001,Jointpublication.foundryprocess.qualificationguidelines.(WaferFabricationManufactu[8]IECQ(Parts01-03),IECQ[9]JEDECJESD74,EarlyLifeFailure[10]JEITAEDR-4705,ReportonFailureMechanismofLSIandReliabilityTestMethod[11]JEDECJESD47,Failuremechanismbasedstresstestqualificatio[12]JEDECJEP122,FailureMechanismsandMod[13]JEDECJESD85,CalculatingFailureRatesinUnitso