标签: 元器件测试

半导体产业的核心在于制造，制造的核心在于工艺，而工艺的核心是设备和材料。半导体其结构稳定，拥有卓越的电学特性，而且成本低廉，可被用于制造现代电子设备中广泛使用的场效应晶体管。 半导体设备行业与半导体行业密切相关，且市场规模波动幅度更大。长期来看，半导体行业将会保持旺盛生命力，作为产业链上游的半导体设备行业市场规模也会不断扩大。据SEMI统计数据显示，2021年全球半导体设备市场规模达1026.4亿美元，较2020年同比增长44.16%，预计2023年全球半导体设备市场规模将达1425.5亿美元，保持高速增长趋势。 数据来源：SEMI、中商产业研究院整理 半导体行业高度全球化，大量国家 /地区的企业在半导体生产的多个方面展开竞争，从半导体设计到制造，再到ATP(组装、测试和封装)。那么关于 半导体检测与量测技术区别，你了解多少呢？ 基础介绍 ● 检测指在晶圆表面上或电路结构中，检测其是否出现异质情况，如颗粒污染、表面划伤、开短路等对芯片工艺性能具有不良影响的特征性结构缺陷； ● 量测指对被观测的晶圆电路上的结构尺寸和材料特性做出的量化描述，如薄膜厚度、关键尺寸、刻蚀深度、表面形貌等物理性参数的量测。 检测和量测应用示意图，（资料来源：华经产业研究院） 市场占比 根据数据，2020年半导体检测和量测设备市场各类设备占比中，检测设备包括无图形晶圆缺陷检测设备、图形晶圆缺陷检测设备（可细分为微米级和纳米级）、掩膜检测设备等；量测设备包括三维形貌量测设备、薄膜膜厚量测设备（晶圆介质薄膜量测设备）、套刻精度量测设备、关键尺寸量测设备、掩膜量测设备等。 2020年全球半导体检测和量测设备细分设备规模及占比，资料来源：中科飞测招股书，华经产业研究院整理 技术分类 从技术原理上看，检测和量测包括光学检测技术、电子束检测技术和X光量测技术等。 （1）检测环节光学检测技术分类情况 在检测环节，光学检测技术可进一步分为无图形晶圆激光扫描检测技术、图形晶圆成像检测技术和光刻掩膜板成像检测技术。 资料来源：公开资料整理 （2）量测环节光学检测技术分类状况 在量测环节，光学检测技术基于光的波动性和相干性实现测量远小于波长的光学尺度，集成电路制造和先进封装环节中的量测主要包括三维形貌量测、薄膜膜厚量测、套刻精度量测、关键尺寸量测等。 资料来源：公开资料整理 随着集成电路器件物理尺度的缩小同时逐渐向三维结构发展，需要检测的缺陷尺度和测量的物理尺度也在不断缩小的同时三维空间的检测业在持续渗透。为满足检测和量测技术向高速度、高灵敏度、高准确度、高重复性、高性价比的发展趋势和要求，行业内进行了许多技术改进。 关于广电计量半导体服务 广电计量在全国设有元器件筛选及失效分析实验室，形成了以博士、专家为首的技术团队，构建了元器件国产化验证与竞品分析、集成电路测试与工艺评价、半导体功率器件质量提升工程、车规级芯片与元器件AEC-Q认证、车规功率模块AQG324认证等多个技术服务平台、满足装备制造、航空航天、汽车、轨道交通、5G通信、光电器件与传感器等领域的电子产品质量与可靠性的需求。

电子元器件产品在研制、生产等过程中会因各种原因产生缺陷，而产品的可靠性工程可通过功能性能验证、环境应力、机械应力等试验排查或激发产品的某些潜在缺陷，避免后续使用中出现不可逆转的失效。其中，温度冲击试验（ 10℃/min）能够使电子元器件在极端温度的快速变化中，暴露出器件在弱于极端温度变化条件下会出现的潜在缺陷，使产品的可靠性更接近实际需要，从而保证和提高电子产品的可靠性。 温度冲击试验主要考察产品在使用过程中因蠕变或疲劳损伤而引起的失效，以及验证产品在定型或鉴定批产阶段对温度冲击环境的适应性；此外，在产品研制阶段还可帮助发现产品设计和制造工艺上的缺陷，在批产阶段的环境应力筛选过程中（ ESS），剔除产品的早期失效故障。 不同介质下的温度冲击试验 在 GB/T 2423.22-2012温度变化试验中，均列出了以空气-空气、液体-液体为介质的温度冲击试验，而温度冲击试验的考虑因素主要有暴露条件（试验温度，即高温、低温）、高低温持续时间、转换时间、温度变化速率、相对湿度等，显然使用液体作为介质进行的温度冲击试验更加严酷。 随着器件工艺的发展迭代，材料性能不断地改进，器件所能承受的温变能力明显提升，另一方面，现代电子装备对元器件或零件的可靠性提出了更高的要求。传统的空气 -空气温度冲击对器件的深度潜在缺陷或环境适应性验证过程中面临着诸多痛点： 1、试验温度未到使用环境的极限，不能激发出更多的潜在缺陷； 2、温度冲击过程中产品温度不均匀，产品内部可能形成较大的温度梯度； 3、转换时间仍不能达到温度剧烈变化的程度； 4、冷热交替时，温度补偿不足，影响试验结果有效性。 广电计量解决方案： 广电计量引进日本 HITACHI 的液冷式温度冲击设备，以热媒液（氟油）作为传递温度的介质。该液体具备卓越的热稳定性、高导热能力、不易挥发、无色无毒、化学惰性等性能，能够有效解决温度冲击过程中可能存在温度不均匀的问题，且温度区间相较于气体媒介的更大，对试验产品内部能实现更充分的温度扩散，能够筛选出性能可靠性更高的产品。 低温区 （ -70~0）℃ 高温区 （ 70~150）℃ 转换时间 10s （ <1min） 停留时间 1s~99min59s 温度精度 ±2℃ 试样笼尺寸（ mm） 185*200*150 适用标准 GB/T 2423.22 试验方法Nc、 GJB 548B 方法1011.1、 JB 360B 方法107 、 MIL-STD-202 方法 107 、 MIL-STD-883 方法 1011.9、 JIS C 0025-1988 等 图 1.液态温度冲击设备 图 2.试验曲线 广电计量拥有一支经验丰富的可靠性验证技术开发、试验、失效分析团队，服务领域涵盖汽车、轨道交通、航空航天等产业，可根据产品的应用环境和技术指标来开发定制化的可靠性验证方案及失效分析方案，专业、高效地协助客户加速完成产品开发、升级和验证。