CN1924596A - 一种集成电路芯片产品寿命的评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种集成电路芯片产品寿命的评估方法，包含如下步骤：通过进行芯片动态工作模式下的功耗评估，来预估定位芯片局部温度最高的区域；在预估出的芯片局部温度最高的区域进行去封装处理；在芯片去封装的区域，用红外遥感探测仪分别量出常温下和高温环境下芯片动态工作模式下的裸片表面温度；用实测的芯片动态工作模式下的裸片表面温度作为艾恩尼斯模式中的Tuse和Tstress估算芯片的寿命。本发明通过采用红外遥感技术来探测IC动态工作模式下的裸片表面温度，并用实测的裸片表面温度作为艾恩尼斯模式中的Tuse和Tstress，可较为精确的估算IC的寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种IC(Integrated Circuit，集成电路)芯片产品寿命的评估方法，特别涉及一种采用高温测试的IC芯片产品寿命的评估方法。
背景技术
目前在IC芯片领域，国际通用的采用标准为JEDEC/FSA(JointElectronic Device Engineering Council，联合电子设备工程委员会/FablessSemiconductor Association，无工厂半导体协会)JP001.01的IC HTOL(HighTemperature Operating Life Test高温工作寿命)测试采用艾恩尼斯模式(Arrhenius mode)作为热加速因子(AFT，Acceleration factor due toTemperature)：
AFT＝exp(EA/k[(1/Tuse)-(1/Tstress)])
其中Tuse和Tstress为结温。
在实际测试过程中通常都是用烤箱内的温度125℃作为Tstress，而实际在加速老化高温环境下，IC动态工作时内部的结温要高于IC封装的表面温度，IC封装的表面温度又高于烤箱内的温度125℃，具体的温差与IC设计和封装散热设计(Thermal Design)有关。Tuse为产品生命期内的平均结温。Tuse的典型取值为：55℃(用户)，70℃(商业)，85℃(工业)。同样，实际在IC普通的应用温度范围环境下，IC动态工作时内部的结温要高于IC封装表面温度，IC封装表面温度又高于使用环境的温度，具体的温差与IC设计和封装散热设计有关。
由上可知Tstress采用125℃将导致推算的寿命偏小，如果实际Tstress高于烤箱内的温度125℃过多，比如10℃以上，还可能会导致老化机理与加速模型不一致，从而推出错误的寿命。而Tuse采用以上典型值的话，也将会导致推算得到的寿命非常的不精确。
此外，IC在动态工作模式下，内部温度分部也不是均匀的，局部温度高的地方是最容易老化的地方。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中采用高温测试的IC芯片产品寿命的评估方法的不足，提出一种通过精确测量IC裸片工作状态表面温度来评估产品寿命测试的方法，以达到较为精确的估算IC寿命的目的。
为了解决上述问题，本发明提供一种集成电路芯片产品寿命的评估方法，包含如下步骤：
步骤1：通过进行芯片动态工作模式下的功耗评估，来预估定位芯片局部温度最高的区域；
步骤2：在预估出的芯片局部温度最高的区域进行去封装处理；
步骤3：在芯片去封装的区域，用红外遥感探测仪分别量出常温下和高温环境下芯片动态工作模式下的裸片表面温度；
步骤4：用实测的芯片动态工作模式下的裸片表面温度作为艾恩尼斯模式中的Tuse和Tstress估算芯片的寿命。
此外，在上述步骤2中，对芯片进行去封装处理的直径略大于红外探测头的直径。
在上述步骤3中所述常温为室内温度，或芯片产品的使用环境温度；所述高温为烤箱内温度，即125℃。
此外，当在烤箱内芯片动态工作模式下的裸片表面温度过高时，将烤箱温度降低，使芯片的裸片表面温度保持在艾恩尼斯加速模型有效的温度区间。
本发明通过采用红外遥感技术来探测IC动态工作模式下的裸片表面温度，并用实测的裸片表面温度作为艾恩尼斯模式中的Tuse和Tstress，可较为精确的估算IC的寿命。
附图说明
图1为本发明采用红外遥感技术来探测IC动态工作模式下的裸片表面温度的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。
图1为本发明采用红外遥感技术来探测IC动态工作模式下的裸片表面温度的示意图。
如图1所示，IC芯片在动态工作模式下存在局部温度最高的高温区，通过在该高温区进行去封装(Decap)处理，并使用红外探测仪，可测量出该高温区动态工作模式下的裸片温度。
本发明的集成电路芯片产品寿命的评估方法包含如下步骤：
步骤1：通过进行IC动态工作模式下的功耗评估，来预估定位IC局部温度最高的区域；
其中，IC动态工作模式下的功耗评估可通过IC设计软件工具模拟仿真来实现，功耗高越高的IC局部区域，其工作温度也就越高；
另外，采用液晶热点检测方法可以对实际Decap后的IC裸片，进行动态工作时的局部热点显示。
步骤2：在预估出的IC局部温度最高的区域进行去封装处理；其中，对于塑胶封装的芯片，可采用铝箔开孔后用高浓度发烟浓硝酸进行局部去封装处理，或用激光或等离子体去封装的方法进行，定位定点的局部去封装。上述去封装法都可实现，既不破坏IC电路本身又去掉塑封封装，为后续的IC上电动态工作提供了保障；
步骤3：在IC去封装的区域，用红外遥感探测仪分别量出常温下和高温环境下IC动态工作模式下的裸片表面温度；
在使用红外遥感探测仪测温时，将感温探头调好焦距，固定在待测温点正上方；此时探头能同时测量所处环境温度，并可通过使用专用软件进行环境温度补偿；
步骤4：用实测的IC动态工作模式下的裸片表面温度作为艾恩尼斯模式中的Tuse和Tstress估算IC的寿命。
在上述步骤2中，对IC进行Decap的直径略大于红外探测头的直径。
在上述步骤3中，所述“常温”为室内温度，或芯片产品的通常使用环境温度；所述“高温”为烤箱内温度，通常为125℃。
此外，当在烤箱内IC动态工作模式下的裸片表面温度过高，如超过135℃时，可将烤箱温度适当降低，使IC的裸片表面温度保持在125℃～135℃之间，使艾恩尼斯加速模型有效。
Claims (4)
1、一种集成电路芯片产品寿命的评估方法，该方法包含如下步骤：
步骤1：通过进行芯片动态工作模式下的功耗评估，来预估定位芯片局部温度最高的区域；
步骤2：在预估出的芯片局部温度最高的区域进行去封装处理；
步骤3：在芯片去封装的区域，用红外遥感探测仪分别量出常温下和高温环境下芯片动态工作模式下的裸片表面温度；
步骤4：用实测的芯片动态工作模式下的裸片表面温度作为艾恩尼斯模式中的Tuse和Tstress估算芯片的寿命。
2、如权利要求1所述的集成电路芯片产品寿命的评估方法，其特征在于，在所述步骤2中，对芯片进行去封装处理的直径略大于红外探测头的直径。
3、如权利要求1所述的集成电路芯片产品寿命的评估方法，其特征在于，所述常温为室内温度，或芯片产品的使用环境温度；所述高温为烤箱内温度，即125℃。
4、如权利要求1所述的集成电路芯片产品寿命的评估方法，其特征在于，当在烤箱内芯片动态工作模式下的裸片表面温度过高时，将烤箱温度降低，使芯片的裸片表面温度保持在艾恩尼斯加速模型有效的温度区间。
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