Betrouwbaarheidstest waarbij producten lang bij hoge temperatuur onder spanning werken om de levensduur en het uitvalpercentage van chips versneld te beoordelen. Een typische conditie is 1000 uur bij ongeveer 125 °C.
Japanse benaming: HTOL(高温動作寿命試験)
“HTOL (high temperature operating life)” komt voor in 3 oefenvragen uit 1 onderwerpen, bijv. Betrouwbaarheid.
Vakgebied: Betrouwbaarheid
HTOL staat voor high temperature operating life. Producten worden op hoge temperatuur gehouden en lang bedreven met voedingsspanning en ingangssignalen aangelegd, om te zien of er storingen optreden. Temperatuur en spanning versnellen de degradatie, zodat een belasting die overeenkomt met jaren gebruik in het veld in korte tijd wordt aangebracht. Het gaat om degradatie van de chip zelf en latente defecten, zoals tijdsafhankelijke diëlektrische doorslag (TDDB) van gate-oxiden, verschuiving van de drempelspanning door BTI en elektromigratie in verbindingen. Tijdens en na de test worden de elektrische eigenschappen gemeten om parametrische of functionele storingen op te sporen.
Typische condities zijn een junctietemperatuur van ongeveer 125 °C, een voedingsspanning gelijk aan of iets boven de maximale bedrijfsspanning en een duur van 1000 uur. Zulke condities zijn gebruikelijk in JEDEC-standaarden (de JESD22-reeks), en de automotivestandaard AEC-Q100 eist bijvoorbeeld nul storingen wanneer 77 stuks uit elk van 3 loten 1000 uur worden getest, met hogere temperaturen voor sommige temperatuurklassen. Producten met een hoog vermogen kunnen zichzelf tot een te hoge junctietemperatuur opwarmen; daarom wordt de oventemperatuur verlaagd of wordt elk component afzonderlijk op temperatuur geregeld om de doelwaarde te halen. Op tussentijdse momenten zoals 168 en 500 uur worden onderdelen uitgenomen en gemeten om het verloop van de degradatie te volgen.
Burn-in is een screening die alle of veel geleverde exemplaren kort aan hoge temperatuur en hoge spanning blootstelt om exemplaren met neiging tot vroege uitval te verwijderen. HTOL is een kwalificatietest die een steekproef lang belast om te bevestigen dat ontwerp en productieproces de beoogde levensduur en het beoogde uitvalpercentage halen; de geteste exemplaren worden niet geleverd. HAST voegt vochtigheid en druk toe om de vochtbestendigheid van de package te beoordelen en richt zich op andere storingen dan HTOL, dat onderdelen bij droge hoge temperatuur laat werken. Het vroege uitvalpercentage wordt apart beoordeeld, bijvoorbeeld met ELFR-tests die meer exemplaren korter laten werken dan HTOL.
HTOL-resultaten worden omgerekend naar tijd onder gebruiksomstandigheden door een temperatuurversnellingsfactor te schatten met het Arrheniusmodel en een spanningsversnellingsfactor met een spanningsmodel. Bij een aangenomen activeringsenergie van 0,7 eV komt één uur bij 125 °C bijvoorbeeld overeen met ongeveer 80 uur bij 55 °C. Uit een resultaat zonder storingen geeft de chikwadraatverdeling een bovengrens van het uitvalpercentage in FIT bij een gekozen betrouwbaarheidsniveau. De activeringsenergie verschilt echter per faalmechanisme, en de aangenomen waarde verandert het resultaat sterk, zodat de cijfers als schattingen worden behandeld.
Antwoord: B. Levensduurtest bij hoge temperatuur onder bedrijf (HTOL)
De HTOL-test (High Temperature Operating Life) laat het product lang werken bij een hoge temperatuur van ca. 125 °C met de maximale bedrijfsspanning of een iets hogere spanning en onderzoekt het optreden van storingen. In het voor voertuigen bedoelde AEC-Q100 worden 77 stuks uit elk van 3 loten 1000 uur getest en worden 0 storingen vereist. Met versnelling door temperatuur en spanning worden uit een korte testtijd de levensduur en uitvalsnelheid bij werkelijk gebruik geschat. De temperatuurcyclustest beoordeelt vermoeiing van verbindingen en de valtest de sterkte tegen schokken.
Antwoord: C. Valschoktest
Bij mobiele apparaten buigt het printplaat bij de klap bij een val sterk door, en kunnen soldeerverbindingen zoals BGA’s en de brosse laag intermetallische verbindingen tussen soldeer en elektrode scheuren. Daarom is de valschoktest belangrijk, waarbij op een gemonteerde printplaat herhaaldelijk schokken met een bepaalde versnelling worden aangelegd en het aantal herhalingen tot breuk van de verbinding wordt beoordeeld. De wijze van breken verschilt van temperatuurcycli, en wordt aangepakt met soldeersamenstelling en underfill. HTOL is een test van de levensduur van de chip en IDDQ een test op productiedefecten.
Voor high temperature operating life. Onderdelen werken continu bij hoge temperatuur onder spanning om de levensduur en het uitvalpercentage van chips versneld te beoordelen.
Burn-in is een screening die exemplaren met vroege uitval verwijdert uit producten die geleverd zullen worden en kort op veel exemplaren wordt toegepast. HTOL is een kwalificatietest die de levensduur op lange termijn bevestigt met een steekproef, en de geteste exemplaren worden niet geleverd.
1000 uur is een gangbare richtwaarde, met metingen op tussentijdse momenten zoals 168 en 500 uur. Temperatuur, spanning en duur hangen af van de toepasselijke standaard, de temperatuurklasse van het product en afspraken met de klant.
De HTOL-test (High Temperature Operating Life) laat het product lang werken bij een hoge temperatuur van ca.
Welke representatieve betrouwbaarheidstest beoordeelt de le…HTOL is een test van de levensduur van de chip en IDDQ een test op productiedefecten.
Welke test wordt bij mobiele apparaten zoals smartphones bi…TDDB en NBTI zijn degradatie in de tijd, HTOL en HAST zijn versnelde levensduurtests.
Welke combinatie van benamingen is juist voor de ESD-testmo…AEC-Q100 Temperatuurcyclustest BGA Underfill ESD (elektrostatische ontlading) TDDB (time-dependent dielectric breakdown) NBTI HAST (highly accelerated stress test) Arrheniusmodel Badkuipcurve (bathtub curve)