IC 寿命试验与早夭失效率评估
随着制程技术的持续精进,对产品的长期可靠度要求也愈发严苛。JEDEC、AEC、MIL 等国际规范皆将 寿命试验 列为半导体验证中最关键的项目之一,用于评估元件在真实使用情境下的寿命、早期失效率与长期可靠度。
寿命试验(Operation Life Test, OLT) 是半导体元件测试中极为关键的一环,用于评估元件在长时间通电、高温环境下的耐久性与失效模式。相较于一般测试项目,寿命试验的执行更为复杂与严谨,尤其需搭配老化板的精密设计与制作,以确保应力条件能准确施加于被测元件上此外,早夭失效率评估(Early Life Failure Rate, ELFR) 主要用于验证元件在初期使用阶段的可靠性,以排除制程中潜在的瑕疵与弱点,确保产品出厂后能稳定运作,降低早期失效风险。
闳康科技以多年半导体制程与可靠度验证经验,整合 老化板设计制作、加速寿命测试、早夭失效率评估与寿命预测模型,提供最完整的一站式 OLT/ELFR 验证方案,可协助客户建立元件寿命模型、提升产品品质控制能力,并符合国际车规与电子产品可靠度要求。
寿命试验的准确度与可靠性高度依赖老化板的设计与制作品质,老化板必须同时兼顾讯号完整性、散热能力、操作频率、阻抗匹配与元件在高温条件下的稳定性,因此其制作远比一般测试治具更为复杂,闳康可靠度实验室依客户产品特性与测试条件,提供完整的设计与制作服务。
对于标准封装或一般测试情境,可选用万用板(Universal Board)搭配转板以控制成本;若元件具特殊频率、驱动方式或高功率需求,亦可提供专用客制化 Burn-in Board,以确保元件在高温、偏压与动态讯号条件下具备最佳运作稳定性。
老化板设计项目涵盖:元件布局、讯号路径设计、阻抗匹配策略、散热结构规划、高温材料选用、Socket 评估与治具能量分布检核,确保寿命测试过程中的稳定与再现性。
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图1 万用型老化板
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图2 LC2Socket 样本图
1. 高温寿命试验(HTOL,High Temperature Operating Life Test)
利用高温与偏压并加入动态讯号,使元件在类似真实运作的模式下持续老化,适用于评估临界电压漂移、漏电行为、界面品质劣化与材质疲劳,是评估整体电路寿命的核心测试。
2. 早夭失效率试验(ELFR,Early Life Failure Rate)
以高温与偏压加速暴露元件制程早期缺陷,用于筛除可能在初期即失效的产品。ELFR 是品质控管与车用电子量产中最重要的早夭品筛选机制,可直接反映制程稳定度与材料完整性。
寿命推估多以温度为主要加速因子,并以 Arrhenius Model 的指数方程式作为计算基础。透过设定适当的活化能(Activation Energy),可由加速试验结果回推元件在实际使用温度下的寿命,常用的寿命指标包括 FIT(Failure In Time)与 MTTF(Mean Time To Failure),可反映在高信心水准下的预期寿命,然而 FIT/MTTF 参数往往难以让使用者直观理解实际风险,因此产业中亦常使用「任务型寿命(Mission Profile)」方式,例如以车用电子的 10 年使用需求时间为基准,利用加速因子逆推所需的寿命测试时间,这种方式更能反映元件在真实应用中的寿命需求。
闳康科技透过寿命模型、加速因子验证、失效机制比对与材料行为分析,可针对车用、伺服系统、工控设备、通讯产品与消费性电子提供完整的寿命预估服务。

表1 元件老化测试机台规格
随着生成式 AI、HPC 与大型资料中心快速发展,AI 芯片的单颗功耗已突破传统设计极限,迈向 800 W 甚至 1000 W 级高功率运作。在如此高电流、高热密度的条件下,芯片的长期稳定性与可靠度,已成为影响系统效能、稼动率与营运成本的关键因素。
芯片高功率寿命试验,即是针对 AI 处理器、加速器芯片及其封装结构,在极高功耗运作条件下进行长时间验证,以确保其在实际资料中心与运算应用中,仍能维持稳定、安全且可预期的表现。
为了因应次世代高功率应用需求所开发,提供稳定、可长时间运转的高功率通电测试能力,协助客户全面验证产品在极端功耗条件下的可靠度与耐久性,特别引进超高功率寿命试验设备MCC HPB6 (1000W)与Incal Sonoma(800W),设备能力如下图所示:

图: 超高功率寿命试验设备能力
闳康科技于台湾与上海均设有寿命试验专属实验室,由具备半导体制程工学背景与多年可靠度经验之工程团队负责操作与分析,设备涵盖多槽式老化炉、控温 Burn-in 系统、各类 Socket 应用平台、复杂逻辑动态讯号模拟装置,以及可支持长时间、高密度、多通道的 OLT/ELFR 并行执行的系统,以坚实的制程背景与完整的可靠度平台,提供:
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老化板设计制作
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高温老化与加速寿命试验
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早夭失效率分析
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电性参数前后比对
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寿命推估与使用风险评估
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车用电子任务型寿命模型
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完整报告与故障机制判读