前面文章中，我们多次介绍了有关于芯片老化测试的一些内容，因为随着国内集成电路的发展如火如荼。集成电路设计公司、晶圆厂、封测厂商数量增加。整个行业慢慢的都在国产化。而另人欣慰的是，集成电路的品质也得到了前所未有的重视。其中，与质量息息相关的可靠性测试也成为重中之重。 今天我们就简单聊一聊：如何完美地做好可靠性测试中最重要的测试：高温工作寿命测试（简称老化测试或HTOL）。

在上一篇文章中，我们也多次提到HTOL，那么什么是HTOL，HTOL（High Temperature Operating Life）测试是评估集成电路（芯片）可靠性的关键测试，它主要使用高温、高压应力 加速度的方法模拟芯片的长期运行，以评估芯片寿命和长期上电运行的可靠性和稳定性，通常称为老化测试。

HTOL是指芯片在高温（>=125度）和高压（>=最大工作电压）条件下持续工作指定时间（>=1000小时，不同应用场景，不同时间规定），观察 芯片是否有问题。 一般在芯片正式量产前，至少需要做三批芯片老化测试.正式量产后也会进行选择性抽样测试。 一般需要对每个芯片进行ATE测试，并记录老化前的数据。 如果老化后所有ATE测试都通过，则说明HTOL测试通过（严格取决于关键参数的漂移）。 如果芯片出现故障，则需要对其进行分析。 对于具体的失败原因，查明原因后可以重新进行HTOL测试，直到全部通过，HTOL测试可以认为是OK。

因此，HTOL的各个方面都非常重要。 一旦某个环节出现问题，导致芯片出现故障，就需要投入大量额外的人力、物力、财力来分析相关原因。 在很多情况下，由于没有足够的老化过程数据，很难对其进行分析。 具体原因。 其次，由于老化测试周期比较长，重新做老化测试的时间和成本也是很多企业难以承受的。 因此，对于老化测试，从样品选择和测试、老化板方案设计、外围器件选型、老化板PCB设计和制作、芯片老化座选择、老化测试调试、设置、老化过程监控、老化断电操作和 许多其他细节需要非常小心。 本文将重点介绍HTOL流程中容易出现问题的领域，供大家参考。

一、在芯片老化方案的设计中，我们通常参考芯片应用电路图来设计老化方案。 功能简单的芯片还好，但是一些功能比较复杂的芯片需要考虑更多的因素，因为老化测试不仅需要芯片上电后正常工作，还需要让芯片内部的每个模块都参与 在工作中。 这样的老化测试更有意义。 如果一个模块在老化过程中不参与工作，那么这部分电路就不会起到老化的作用。则设计工程师需要对方案进行优化。

二，我们在参考芯片应用电路图设计老化电路时，外围器件的选择要留有足够的余量，比如电源滤波电容，可以高于推荐的电容、耐压、耐温 . 为了保证芯片即使在高温下也能稳定工作，也最好在每颗芯片的电源上加一个保险丝，这样当其中一个电源短路失效时，就不会影响其它芯片。 此外，还可以在老化板的总功率输入中增加一个合适的TVS，以减少因上下电引起的浪涌影响。 如果条件允许，可以增加一些必要的LED指示灯，以方便确认芯片的工作状态和后续老化过程中的观察。

三，在整体结构设计中，一般采用两种方式：子母板方式和socket方式。这两种方式的选择可以从芯片的封装形式、管脚数量、功耗等方面综合考虑。如果封装比较小，管脚比较小，我们可以优先使用子板方式。这种连接方式，对于同系列产品（功能相似，封装不同），只需要设计子板，母板即可。板子可以重复使用，成本会低很多。此外，这种方法也便于对芯片进行编号，也更便于ATE测试。此解决方案需要对应的 ATE 测试板来定义子板排针。 子板的设计需要考虑连接器的选择。一般有插针和母头的连接方式，也有野口插座和金手指的连接方式。 pin和female方法的成本更低，同时需要注意板子的尺寸和厚度，因为在ATE回测时需要拔掉子板。拔插时，子板PCB会变形，产生的应力可能导致芯片开裂或焊点断裂。在具体操作中应特别注意。一般建议子板小一些，厚一些，这样不容易变形，会更好。另外，连接器的PIN最好是双保险（电源、地可以多），保证高温条件下接触良好，同时也可以延长老化板的使用寿命。

当芯片的管脚数量过多时，子板的走线会有些受限，此时使用连接器比较困难，子板的插拔也比较困难，比较麻烦，而且容易造成子板变形的问题。 这时就最好使用socket连接方式。 ICsocket的选择需要根据芯片参数进行。 深圳市鸿怡电子有限公司可为客户的HOTL老化提供质量可靠、性能优良的IC老化插座。 插座连接方式需要为每个芯片重新设计主板，但是这种ATE回测方式比较简单，不需要重新制作HTOL ATE测试板，可以通过量产FT loadboard来实现 .

四、整体结构确定后，就是老化子和主板的PCB布局，这也是很重要的。先说子板首先，子板上需要预留一些必要和关键的外围器件，尤其是那些需要尽可能靠近芯片引脚放置的器件，以保证芯片能够稳定工作。另外，布局时尽量避免管脚下过孔。尤其是CSP或BGA封装的产品，否则特别容易出问题。另外，控制子板尺寸适中，便于标记和插拔。与较简单的子板相比，老化主板的PCB布局尤为重要。从大的角度来看，主板上的电流要大得多。确保不同站点的芯片电压一致。此外，有些芯片需要较大的负载电阻。这些都需要特殊处理，可以放置在主板背面，避免负载过热，影响芯片周围的环境温度。在细节方面，输入信号有时是一对多的，需要注意阻抗匹配和信号负载能力。例如，如果信号质量较高，则需要注意屏蔽信号以增强抗干扰能力。此外，还要注意时效炉内的空气流通。在子母板结构设计中，应注意使空气对流尽可能顺畅，以免影响环境温度和均匀性。但就我们所知，目前采用socket的方式，大部分老化厂商已取消子板的设计，直接采用一块大的母板。将sokcet焊接或是用螺丝固定在母板上。

五、在PCB layout完成后，就进入老化板的加工及贴片：首先PCB板材的选择，必须根据实际老化温度采用耐高温板材，PCB加工时采用沉金或镀金工艺为佳。外围器件也必须采用耐高温器件，贴片焊接时接插件注意定位摆正，避免歪斜，以免引起接触不良，金手指或者与socket接触的PAD需要镀金，尽量厚一些，以确保接触良好及耐用。

当老化板制作完成后，可以开始老化测试的调试工作了，一般我们可以先简单测试一下有没有电源短路的情况，确认没问题后，可以先进行单颗芯片的调试，当单颗调试OK后，再逐步增加其余的芯片进行调试，这样可以避免因为某个环节出错，导致大量烧坏芯片的情况，当整个老化板调试完成后，就可以入炉老化，入炉老化也特别需要注意上电，下电的操作，一般老化板的总电流都比较大，电源走线也会有寄生电感，在上下电的瞬间，会产生较大的过冲，此时特别容易打坏芯片，有条件的可以采用逐一控制每颗芯片的开启和关闭，让电流缓慢变大、缓慢变小，这样可以尽可能的避免过冲或者降低过冲，以保证芯片不被打坏。另外要尽量避免在高温时上下电操作，如果老化过程中出现问题需要排查，尽量降温后操作，一般降温到40度以下操作为宜。

再下一篇文章中，我们将会继续介绍老化过程中的监控问题。

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