HTOL测试核心目标：
作为AEC-Q100标准B组（加速生命周期模拟测试）的核心项目（B1项），HTOL测试旨在评估芯片在长期高温运行下的可靠性，主要实现以下目标：

1、模拟长期服役状态： 利用高温加速老化效应，验证芯片在车规级（10-15年）预期寿命内的功能稳定性。

2、激发潜在缺陷： 促使制造工艺（如金属互连弱点、氧化层缺陷）和设计（如热管理不足）相关的潜在缺陷提前显现。

3、满足零失效标准： 确保芯片在严苛应用环境（例如高温的发动机舱）中仍能保持功能完整性和可靠性。

测试方法：
HTOL测试严格遵循JEDEC JESD22-A108标准，关键实施要素如下：

1、测试条件：

温度与时长（依据器件等级设定）：

Grade 0：150℃，1000小时（等效约10年@150℃活化能0.7eV）

Grade 1：125℃，1000小时（等效约10年@125℃活化能0.7eV）

Grade 2：105℃，1000小时（等效约5年@105℃活化能0.7eV）

电压应力： 施加最高工作电压（通常为额定电压的1.1倍，允许更高电压以协同温度加速老化效应，但不得超过绝对最大额定电压）。

工作状态： 芯片在整个测试过程中保持通电，并运行典型负载模式。

2、样品要求：

数量： 总计231颗芯片，来自3个非连续的生产批次（每批次77颗）。

预处理： 对于含Flash存储器的芯片，需预先完成10K次擦写耐久性测试，并在Flash中写入棋盘格（checkboard）测试数据。

3、常用设备：

DL601/602：适用于低功耗微控制器（MCU）。

MCC LC2：适用于高功耗系统级芯片（SoC），具备独立温控能力。

4、施加应力内容：

对于含Flash的芯片，在HTOL过程中需持续进行Flash读取操作（模拟实际应用场景）。

执行扫描链（SCAN）测试以验证数字逻辑功能。

运行存储器内建自测试（MBIST）以检测RAM缺陷。

对各个模拟功能模块施加相应工作负载。

典型失效机制分析：

1、电迁移（Electromigration）：

原理： 大电流密度驱动金属互连线（如Cu/Al）中的原子发生定向迁移，导致空洞（开路）或晶须（短路）形成。

典型表现： 电源网络电阻增大，引发供电电压跌落（IR Drop）超标。

2、栅氧化层退化（Gate Oxide Degradation）：

TDDB（经时介质击穿）： 高温高压应力下栅氧层缺陷积累，最终导致绝缘层击穿（例如引发CMOS逻辑功能失效）。

HCI（热载流子注入）： 强电场使沟道载流子获得高能量，注入栅氧化层，造成器件阈值电压漂移或跨导退化。

3、互连/封装失效：

焊点蠕变疲劳： 高温下SnAgCu等无铅焊料发生蠕变，导致BGA焊球或键合点产生疲劳裂纹直至断裂。

键合线脱落： Au/Al键合界面因热膨胀系数（CTE）失配，在温度循环应力下发生分层或脱落。

4、器件参数漂移：

漏电流增大： PN结退化或沾污离子迁移导致静态功耗上升。

工作频率下降： 晶体管驱动能力因负偏压温度不稳定性（NBTI）效应而减弱。

HAST测试的关键作用

HAST（高加速应力测试）通过温度+湿度+压力三应力叠加，实现10倍于传统温湿度测试的加速效果，专门暴露以下HTOL无法覆盖的失效模式：

1、湿气渗透：水汽侵入塑料封装导致内部腐蚀（如键合线锈蚀）

2、离子迁移：潮湿环境加速金属离子扩散造成短路

3、分层失效：材料界面在高温高湿下分层剥离

根据AEC-Q100标准：所有非密封车规芯片必须通过HAST测试（uHAST/bHAST），与HTOL共同构成认证核心项（B组+G组）。

中冷低温自主研发的HAST高加速寿命试验箱，专为HTOL配套设计，满足车规级可靠性验证全需求。相对于传统的高温高湿测试，HAST增加了容器内的压力，使得可以实现超过100℃条件下的温湿度控制，能够加速温湿度的老化效果(如迁移，腐蚀，绝缘劣化，材料老化等)，大大缩短可靠性评估的测试周期，节约时间成本。HAST高加速老化测试已成为某些行业的标准，特别是在PCB、半导体、太阳能、显示面板等产品中，作为标准高温高湿测试的快速有效替代方案。

主要用于评估非气密性封装IC器件、金属材料等在湿度环境下的可靠性。该试验检查芯片长期贮存条件下，高温和时间对器件的影响。本设备适用于量产芯片验证测试阶段的HAST测试需求，仅针对非密封封装(塑料封装)，带偏置(bHAST)和不带偏置(uHAST)的测试。

 

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