可靠性測試也稱可靠性評估，指根據產品可靠性結構、壽命類型和各單元的可靠性試驗信息，利用概率統計方法，評估出產品的可靠性特征量。
可靠性定義
可靠性:(Reliability)產品在規定的條件下和規定的時間內，完成規定功能的能力。
相關概念：
維修性:(Maintainability)在規定的條件下和規定的時間內，按規定的程序和方法完成維修的能力。
有效性:(Availability)可維修的產品在某時刻具有或維持規定功能的能力。
有效性->廣義可靠性=(狹義)可靠性維修性
注：規定的條件——以時間為尺度度量產品的可靠特性，它是可靠性區別與產品其他特性的重要特性，產品的可靠性與規定的時間是密切相關的。產品的可靠性隨著其使用時間的增長而降低。
可靠性指標
可靠度:(Reliability)產品在規定的條件下和規定的時間內，完成規定功能的概率記為R(t)
R(t)=P{T>t}
其中:T為產品的壽命;t為規定的時間;
事件{T>t}有下列三個含義:
產品在時間t內完成規定的功能;
產品在時間t內無故障;
產品的壽命T大于 t。
若有N個相同的產品同時投入試驗，經歷時間t后有n(t)件產品失效，那么產品的
可靠度為:R(t)≈(N-n(t))/N=1-(n(t))/N
失效率為：F(t)=1-R(t)≈(n(t))/N
什么是失效率曲線(浴盆曲線)?
失效率是在某時刻后單位時間內失效的產品數與工作到該時刻尚未失效的產品數之比,即失效率曲線:典型的失效率曲線反映產品總體的壽命期失效率的情況。
產品的失效率隨工作時間的變化且有不同的特點，根據長期以來的理論研究和數據統計，發現多數設備失效率曲線形同浴盆的剖面，因此也稱為浴盆曲線，它明顯地分為三段，早期失效、隨機失效、退化失效，對應元器件的三個不同階段或時期。
浴盆曲線
早期失效（早夭期）
表明器件在開始使用時，失效率很高，但隨著產品工作時間的增加，失效率迅速降低。這個階段產品的失效率快速下降，造成失效的原因在于集成電路設計和生產過程中的缺陷；為了縮短這一階段的時間，產品應在投入運行前進行試運轉，以便及早發現、修正和排除故障；或通過試驗進行篩選，剔除不合格產品。
隨機失效（使用期）
隨機失效也被稱為使用期；這一階段特點是失效率低，且保持穩定，失效的原因往往是隨機的；產品可靠性指標所描述的就是這個時期這一時期是產品的良好使用階段。
退化失效（磨耗期）
退化失效期：該階段失效率隨時間的延長而快速升高，失效的原因就是產品的長期使用所造成的老化等，表面器件的損耗已非常的嚴重，壽命快到盡頭了，可適當的維修或直接更換了。
集成電路的可靠性
從失效率曲線認識集成電路的生命周期，可靠性的問題就是將處于早夭期失效的產品去除并估算其良率，預計產品的使用期，并且找到失效的原因，尤其是在集成電路的生產，封裝，存儲等方面出現的問題所造成的失效原因。
可靠性取決于設計、工藝、封裝；相同設計規則、相同工藝和封裝的不同產品應有相同的可靠性水平；可靠性要從源頭設計抓起；
可靠性是產品的內在質量，不是靠試驗測試出來的，可以及早發現并改善失效模式。
有哪些可靠性試驗項目
做可靠性試驗目的是什么
1. 在研制階段用以暴露試制產品各方面的缺陷，評價產品可靠性達到預定指標的情況，主要是早夭階段；
2. 生產階段為監控生產過程提供信息，老化篩選；
3. 對定型產品進行可靠性鑒定或驗收；
4. 暴露和分析產品在不同環境和應力條件下的失效規律及有關的失效模式和失效機理；
5. 為改進產品可靠性，制定和改進可靠性試驗方案，為用戶選用產品提供依據；
6、對于不同的產品，為了達到不同的目的，可以選擇不同的可靠性試驗方法。
PC （預處理）&MSL（潮敏等級）
1. 預處理的目的：
模擬產品在使用之前在一定濕度，溫度條件下存儲的耐久力，產品從生產到使用之間存儲的可靠性；
2. 預處理前確定MSL（防潮等級）
選擇對應的濕度條件進行試驗，如果MSL等級未知，可以選用不同的濕度條件進行試驗，確定防潮等級；
4. 針對非密封性表貼產品的預處理；
5. 主要目的：考察SMD產品的回流焊過程，在可靠性試驗之前，利用SMD封裝的預處理來模擬潮濕對電路焊接的影響。在預處理過程中，對電路進行干燥烘烤、濕度浸泡、焊料回流模擬、助焊劑、 漂洗、干燥、外觀檢測和參數測試；
6. 預處理試驗周期：
MSL1等級預處理9天；
MSL2等級預處理9天；
MSL3等級預處理10天；
潮敏等級（MSL）
PC （預處理）&MSL（潮敏等級）
潮濕封裝等級水平對照表
可靠性試驗與加速測試
可靠性評價通過一系列模擬環境和加速試驗，使器件在較短的時間內失效，然后進行失效機理的分析；
加速因子包括：溫度、濕度、壓力以及電應力等；
設計合理的加速試驗，可以達到檢測集成電路產品的可靠性目的；
選擇合適的試驗樣本數也是可靠性試驗的關鍵參數，樣本少，不能真實反應集成電路的可靠性，樣本太大，造成資源浪費，因此需要根據產品合理選擇樣本數；
加速試驗的目的是讓確實存在的缺陷提前暴露出來，而不是為了誘導產生新的缺陷或讓存在的缺陷掩蓋；
加速應力選擇要與產品可靠性要求緊密關聯，否則可能對改進設計、材料選擇、工藝參數、封裝確定等方面產生誤導作用；
溫度循環（TC）
試驗目的：考核產品承受極端高溫和極端低溫的能力以及極端高溫和極端低溫交替變化對產品的影響。評估IC產品中具有不同熱膨脹系數的金屬之間的界面的接觸良率。
方法是通過循環流動的空氣從高溫到低溫重復變化。
試驗室例行試驗條件：
-65℃～150℃, Dwell=15min
-55℃～150℃, Dwell=15min
-40℃～125℃, Dwell=15min
其他試驗條件，需要特殊安排試驗設備
循環次數：100/200/500/1000cycles，常規試驗采用1000cycles；小于100Cycle，需要評估安排；
轉換時間：不超過1min。
溫度沖擊試驗（TS）與溫度循環實驗（TC）區別
①溫度沖擊試驗（TS）：
溫度變化不低于30℃/min；試驗的嚴酷度隨著溫度的變化率的增加而增加；采用槽式試驗裝置；
引起溫度沖擊的原因：回流焊、干燥、再加工、焊接等劇烈的溫度變化；
使用比實際環境更短的時間對樣品進行加速試驗，以考察失效機理；促使樣品在短期內失效；
②溫度循環試驗（TC）：
溫度循環是將試驗樣品在預設的高低溫交替的試驗環境中，避免溫度沖擊的影響，溫度變化率小于20℃/min，達到蠕變和疲勞損傷的效果；
穩態濕熱（TH）、高溫高濕偏壓（THB、H3TRB）
試驗目的：評定產品經長時間施加濕度應力和溫度應力作用的能力，評估產品在高溫，高濕，偏壓條件下對濕氣的抵抗能力，加速其失效進程。
試驗條件：溫度：(85±2) ℃；濕度：(85±5) % Static Bias，適合同進同出；
其他試驗條件和試驗周期，采用單獨設備；溫度：30℃-95℃；濕度RH%：30%RH—98%RH；
根據產品的規范或客戶的要求進行加電，試驗室設備目前最高不能超過650V，器件標準最高100V；超過650V電壓的試驗，爬電距離太近導致失效概率增加，需要申請評估安排實驗，試驗后分析是否因爬電導致的失效，而非電路問題導致。
試驗周期：168/1000hrs。
高溫蒸煮（AC/PCT）
試驗目的：考核IC產品在高溫、高濕、高氣壓條件下抗潮濕能力，加速其失效過程。
試驗條件：溫度：121 ℃；濕度：100 %RH；相對壓力：2.3atm(205kPa )
試驗時間：96/192小時，常規試驗96Hrs。
其他試驗條件，溫度：105℃-142℃；濕度RH%：75%RH—99%RH
注意試驗設備定期開箱，中間不能開箱；
高溫加速試驗（HAST、UHAST）
試驗目的：評估元器件在高溫，高濕，高氣壓條件下對濕度的抵抗能力，加速其失效過程。
試驗條件：溫度/濕度：130 ℃/85%RH（常規值）Static Bias 2.3atm；試驗周期：96hrs
其他試驗條件，溫度：105℃-142℃；濕度RH%：75%RH—99%RH
加電電壓：根據產品的規范或客戶的要求進行加電，試驗室設備目前最高不能超過100V，器件標準最高42V；超過100V電壓的試驗，爬電導致失效概率增加，非電路問題導致，需要申請評估安排實驗；
注意試驗設備定期開箱，中間不能開箱；
高溫儲存（HTSL）、低溫儲存（LTSL）
試驗目的：評定產品承受長時間施加高溫應力下工作或貯存的適應能力。評估產品在實際使用之前在高溫、低溫條件下保持不工作條件下的生命時間；
試驗條件：貯存溫度：高溫150±3 ℃ 低溫-45℃±3℃
試驗時間：1000hrs；
高溫壽命（HTOL）、低溫壽命（LTOL）
試驗目的：評定IC電路經長時間施加電應力和溫度應力作用的能力。
試驗條件：
工作電壓：VCCmax=1.1VCC
工作溫度：根據規格書要求和客戶要求
試驗周期：168/1000 h
試驗說明：
85℃條件下，1000小時試驗相當于1年左右；
125℃條件下，1000小時測試通過，IC可以保證持續使用4年，2000小時測試持續使用8年；
150℃ 條件下，1000小時測試通過保證使用8年，2000小時保證使用28年
高低溫反偏（HTRB、LTRB）、高溫柵偏（HTGB）
試驗目的：評定電路經長時間施加電應力和溫度應力作用的能力。用來確定高電場和高溫條件下，器件的抗擊穿能力，加快由于制造誤差而導致的電場加速失效模式和早期失效；
試驗溫度：
125±3℃（只能普通箱進行試驗）
150±3℃（HTRB可以采用監控箱進行試驗）
175 ±3℃（HTRB可以采用監控箱進行試）
其他溫度條件和項目，采用普通箱
試驗電壓：反偏電壓為80%VCC，或根據產品要求及客戶要求（VCC為規范要求值）。
試驗時間：168/1000h；168/500h/1000h(TKC)；
易焊性（SD）、耐焊接熱（RSH）
易焊性
目的：評估IC leads在粘錫過程中的可靠度
測試方法：浸入245℃錫盆中 5秒
失效標準（Failure Criterion）：至少95％良率
焊接熱量耐久測試（ Solder Heat Resistivity Test ）
目的：評估IC 對瞬間高溫的敏感度
測試方法：侵入260℃ 錫盆中10秒
失效標準（Failure Criterion）：根據電測試結果 ≥1顆失效
回流焊（Reflow）
回流焊作用是把貼片元件安裝好的線路板送入SMT回流焊焊膛內，經過高溫把用來焊接 貼片元件的錫膏通過高溫熱風形成回流溫度變化的工藝熔融，讓貼片元件與線路板上的焊盤結合，然后冷卻在一起。
早期失效率（ELFR）
早期失效等級測試（ Early fail Rate Test ）
目的：評估工藝的穩定性，加速缺陷失效率，去除由于天生原因失效的產品
測試條件：在特定時間內動態提升溫度和電壓對產品進行測試
采樣數量：800顆以上
間歇工作壽命（IOL）
間歇工作壽命：用來加快由于熱膨脹系數不匹配以及組裝缺陷而導致的熱加速失效模式（偏壓條件下）和早期失效；主要考核指標是結溫變化△Tj≥100℃；
△Tj≥100℃，循環次數15000次
△Tj≥125℃，循環次數7500次
1、通過熱阻儀測量電路的熱阻系數。
測試25℃--175℃之間5個溫度點的熱阻值，直線擬合，求得k系數和溫度截距；一般測量5顆以上的電路求均值的方法；如果電路差異較大，k系數差異大，進行IOL測試時， △Tj的差異就很大，試驗電路IF輸入電流，務必從小電流逐步試測，運行10個周期以上保證穩定后再試驗，直接大電流很容易導致試驗開始就把電路損壞，導致試驗試驗失效；
2 、 IOL前期準備（MOS、IGBT熱阻測量差異）；
3 、 IF的調試時間較長，申請試驗需要提供基本的IF值，達到100℃以上，可以加快試驗進度；
環境應力對產品有那些影響？
溫度應力對產品的影響
高溫對產品的影響：老化、氧化、化學變化、熱擴散、電遷移、金屬遷移、熔化、汽化變型等
低溫對產品的影響：脆化、結冰、粘度增大和固化、機械強度的降低、物理性收縮等；
濕度對產品的影響
濕度對產品的影響：腐蝕、離子遷移、擴散、水解、爆裂、霉菌
冷熱溫度沖擊對產品的影響
高溫和低溫的失效都會反映在冷熱溫度沖擊試驗中，冷熱沖擊試驗只是加速了高溫和低溫失效的產生。
試驗項目分類總結
