スタティック・ダイナミック・ウエハレベルのバーンインの違い:ストレス・網羅性・コストを比較
バーンインは、高温と定格より高い電圧のもとで製品に電源を入れ、初期故障を起こしやすい製品を出荷前に取り除くスクリーニングです。スタティックバーンインは、電源と固定のバイアスをかけるだけで回路を動かさないので、装置は簡単ですが、ストレスがかかる部分が限られます。ダイナミックバーンインは、クロックやテストパターンを入れて内部の回路を動かしながら行うので、より広い範囲にストレスを加えられます。ウエハレベルバーンインは、行う段階の違いで、ダイシング前のウエハの状態でまとめてストレスを加え、パッケージに入れる前に不良のチップを見つけます。
| 項目 | スタティックバーンイン | ダイナミックバーンイン | ウエハレベルバーンイン |
|---|---|---|---|
| ストレスの加え方 | 高温で電源電圧と固定のバイアスをかけるだけ。回路は動かさない | 高温・高電圧で、クロックやテストパターンを入れ、内部のノードを0と1に切り替えながら動かす | ウエハ上の多数のチップに、接触子で一括して電源や信号を加える |
| 行う段階 | パッケージに入れたあと | パッケージに入れたあと | ダイシングの前(ウエハの状態) |
| 代表的な条件 | 約125 ℃、定格より高い電源電圧で、数時間〜数十時間 | 約125 ℃、定格より高い電源電圧で、数時間〜数十時間 | 温度と電圧で加速する考え方は同じ。製品と装置に合わせて条件を決める |
| ストレスがかかる範囲 | 固定の入力でバイアスがかかる部分に限られ、内部の多くのノードは決まった状態のまま | スキャンやBISTなどで内部を動かし、より多くのトランジスタや配線にストレスを加えられる | 方式による。電源とバイアスだけの場合と、チップ内の自己テスト回路などで動かす場合がある |
| 見つけやすい不良 | 酸化膜の弱い箇所や接合のリークなど、バイアスがかかる部分の、電圧で加速される欠陥 | 動作中にストレスを受ける部分も含め、初期故障をより網羅的に見つけやすい | パッケージに入れる前に、初期故障を起こすチップを見つけられる |
| 装置と治具 | 簡単。バーンインボード、オーブン、電源 | 信号を発生するドライバ付きのボードと装置が必要 | ウエハの全面に接触する専用の接触子と装置が必要で、高価 |
| 動作の監視 | 通常はしない。バーンイン後の電気テストで判定する | 出力を監視しながら行う方式もある | 方式による |
| コスト | 低い | 高め | 治具と装置は高価だが、不良のチップをパッケージに入れずにすむ |
| 主な課題 | ストレスの網羅性が低い | 消費電力の大きい製品では発熱が大きく、温度の管理が難しい | 多数のチップへの確実な接触、ウエハ全体の電源容量と発熱、不良チップの切り離し |
| 主な用途 | 構造が簡単な製品や、電圧のストレスが主な製品 | 論理IC、メモリ、プロセッサなど、車載やサーバー向けの高信頼性の製品 | 良品のダイ(KGD)が必要なマルチチップパッケージ、積層メモリ、チップのまま出荷する製品 |
数値は代表的な目安で、世代や製品によって異なります。