質（zhì）量（Quality）和可靠性（Reliability）在一定程度上可以（yǐ）說是IC產品的生命。質量（Quality）就是（shì）產品性能的測量，它回答了一個產品是否合乎（hū）規格（SPEC）的要求，是否符合（hé）各項性能指標的（de）問題；可靠性（Reliability）則是對產品耐久（jiǔ）力的測量，它回答了一個產品生命周期有多長，簡單說，它能用多久的問題。所以說質量（Quality）解決的是現（xiàn）階段的問題，可靠性（Reliability）解決的是一段時間以後的（de）問（wèn）題。知道了兩者的區別，我們發現，Quality的問題（tí）解決方（fāng）法往往比較直接，設計和製造單位在產品生產出來後，通過簡單的高壓加（jiā）速老化試驗箱測試，就可以知道（dào）產品的性能是否達到SPEC的要求，這種測試在IC的設計和製造單位就可以進行（háng）。相對而言，Reliability的問題似乎就變的十分（fèn）棘（jí）手，這（zhè）個產品能用多久，誰會能保證今天產（chǎn）品能用，明天（tiān）就一定能用？
    為（wéi）了解決這個問題，人們製定（dìng）了各種各樣的標準，如: JESD22-A108-A、EIAJED- 4701-D101，注：JEDEC（Joint Electron Device Engineering Council）電子（zǐ）設備工程聯合委員會，著名國際電子行業標（biāo）準化組織之一；EIAJED：日本電子工（gōng）業協（xié）會，著名國際（jì）電子行業標準化組織之一。
    在介（jiè）紹一些目前較為流行的Reliability的測試方（fāng）法之前，我們先來認識一下IC產品的生命周期。典型的IC產（chǎn）品（pǐn）的生（shēng）命周期可以用一條（tiáo）浴缸曲線（xiàn）（Bathtub Curve）來（lái）表示。
    Region (I) 被稱為早夭期（Infancy period）
    這個階段產品的 failure rate 快（kuài）速下降，造成（chéng）失（shī）效的原因在於IC設計和生產過程中的缺陷；
    Region (II) 被稱為使用期（Useful life period）
    在這個階段產品（pǐn）的failure rate保持穩定，失效的原因往往是（shì）隨（suí）機的，比（bǐ）如溫度變化等等；
    Region (III) 被稱為磨耗期（Wear-Out period）
    在這個階段failure rate 會快速升（shēng）高，失效的原因就是（shì）產品的長期使用所造成的老化等。 
    認識（shí）了典型IC產品的生命（mìng）周期，我們就可以看到，Reliability的問（wèn）題（tí）就是要力圖將處（chù）於（yú）早夭期failure的產品去除（chú）並估算其良率（lǜ），預計產品（pǐn）的使用期，並且找到failure的原因，尤其是（shì）在IC生產（chǎn），封裝，存儲等方麵出現的問題（tí）所造成的失效原因。 
    下麵就是一些 IC產（chǎn）品可靠性等級測試項目（mù）（IC Product Level reliability test items ）
    一、使用壽命（mìng）測試項目（Life test items）：EFR, OLT (HTOL), LTOL 
    ①EFR:早期失效（xiào）等級（jí）測試（ Early fail Rate Test ）
    目的：評估工（gōng）藝的穩定（dìng）性，加速缺陷失效率，去除由於天（tiān）生原（yuán）因失（shī）效的產品（pǐn）。 
    測試條件： 在（zài）特定時間內動態提升溫度和（hé）電壓對產品進行測試 
    失效機製：材料或工藝的缺陷，包括諸如氧化（huà）層缺陷，金屬刻鍍，離子（zǐ）玷汙（wū）等由於生產造成的失效。
    具體的測試條件和估算結果可參考以下（xià）標準：JESD22-A108-A ;EIAJED- 4701-D101 。
    ②HTOL/ LTOL：高/低（dī）溫操（cāo）作生命（mìng）期試驗（High/ Low Temperature Operating Life ）
    目的：評（píng）估器件在超熱和超電壓情況下一段（duàn）時間的耐久力 
    測試條件：125℃，1.1VCC, 動態測試 
    失效機製：電子遷移，氧（yǎng）化層（céng）破裂，相互擴散，不穩定性，離子玷汙等 
    參（cān）考標準： 
    125℃條件下1000小時測試（shì）通過（guò）IC可以保證持續使用4年，2000小時測（cè）試持續使用8年；
    150℃ 1000小時測試通過保證使用8年，2000小時保證使用28年。
    具體的測試條件和估算結果可參（cān）考以下標準 :MIT-STD-883E Method 1005.8 ;JESD22-A108-A ;EIAJED- 4701-D101 。
    二、環境測試（shì）項目（mù）（Environmental test items） 
    PRE-CON, THB, HAST, PCT, TCT, TST, HTST, Solderability Test, Solder Heat Test 
    ①PRE-CON:預處理測試（ Precondition Test ）
    目的：模擬IC在使用之前在一定濕（shī）度，溫度條件下存儲的耐久力，也就是IC從生（shēng）產到使（shǐ）用之間存儲的可靠性。 
    測試流程（Test Flow）：
    Step 1：超聲掃描儀 SAM (Scanning Acoustic Microscopy) 
    Step 2： 高低溫循（xún）環（Temperature cycling ）
    -40℃(or lower) ~ 60℃(or higher) for 5 cycles to simulate shipping conditions 
    Step 3：烘烤（ Baking ）
    At minimum 125℃ for 24 hours to remove all moisture from the package 
    Step 4：浸泡（Soaking ）
    Using one of following soak conditions 
    -Level 1: 85℃ / 85%RH for 168 hrs （儲運時間多久都（dōu）沒關係） 
    -Level 2: 85℃ / 60%RH for 168 hrs （儲運時間一年左右） 
    -Level 3: 30℃ / 60%RH for 192 hrs （儲運時間一周左右）
    Step5：Reflow （回流焊）
    240℃ (- 5℃) / 225℃ (-5℃) for 3 times (Pb-Sn) 
    245℃ (- 5℃) / 250℃ (-5℃) for 3 times (Lead-free) 
    * choose according the package size 
    Step6：超聲掃描儀 SAM (Scanning Acoustic Microscopy)
    具（jù）體的測（cè）試條件和估算結果可參考以下標準:JESD22-A113-D;EIAJED- 4701-B101。
    評（píng）估結果：八種耐潮濕分級和車間壽命(floor life),請參（cān）閱 J-STD-020。
    注（zhù）：對於6級，元件使用（yòng）之前必（bì）須經過烘焙，並且必須在潮濕敏感注意標貼上所規定的（de）時間限定內回流。
    提示：濕度總是困擾在電子係統背後的（de）一個（gè）難題。不管（guǎn）是在空氣流通的熱帶區域中（zhōng），還是在潮濕的區域中運（yùn）輸，潮濕都是顯著增加電子工業開支的原因（yīn）。由於潮濕敏感性元件（jiàn）使用的增加，諸如薄的（de）密間距元件(fine-pitch device)和球柵陣列(BGA, ball grid array)，使得對這個失效機製的關注（zhù）也增加（jiā）了。基於此原因，電子製造商們必（bì）須為（wéi）預防潛在災難支付高昂的開支。吸收到內部的潮氣是半導體封裝的問題。當其固定（dìng）到PCB板上時，回流焊快速（sù）加（jiā）熱將在內部形成壓力。這種高速膨脹，取決（jué）於不同封裝結構材料的熱（rè）膨脹係數（CTE）速率不同，可能產生封裝所（suǒ）不能承受的壓（yā）力（lì）。當元件暴露在回流焊接期間升高的溫度（dù）環境下，陷於塑料的表麵（miàn）貼裝元件(SMD, surface mount device)內部的潮濕會（huì）產生足（zú）夠的蒸汽壓力損傷或毀壞元件。常見的失效模式包括塑料從芯片（piàn）或（huò）引腳（jiǎo）框上的內部（bù）分離(脫層)、金線焊（hàn）接損傷、芯片損傷、和不會延伸到元件表麵的內部裂紋等。在一些極端的情況中，裂紋會延（yán）伸到元件的表麵；嚴重的情況就是元件鼓脹和爆裂(叫做“爆米花（huā）”效益)。盡管（guǎn）現在，進行回（huí）流焊操作時，在180℃ ~200℃時少量的濕度（dù）是可以接受的。然而，在230℃ ~260℃的範圍中的無鉛工藝裏，任何濕度的（de）存在都能夠形成足夠導致破壞封裝的小（xiǎo）爆炸（爆（bào）米花狀）或材料分層（céng）。必須進行（háng）明（míng）智的封裝材料選擇、仔細控製的組裝環境和在運輸中采用密封包裝及放置（zhì）幹燥劑等措施。實際上國外經常使用裝備有射頻（pín）標簽的濕度跟蹤係（xì）統、局部（bù）控（kòng）製單元和專用軟件來顯示封裝（zhuāng）、測（cè）試流水線、運輸/操作及組裝操作中的濕度（dù）控製。
    ②THB: 加速式溫濕度及偏壓測試（Temperature Humidity Bias Test ）
    目（mù）的（de）：評估IC產品在高溫，高濕，偏壓條（tiáo）件下對濕氣的抵抗能力，加速其失效進程。
    測試條件：85℃，85%RH, 1.1 VCC, Static bias 
    失效機製：電（diàn）解腐蝕 
    具體的測試條件和估算結果（guǒ）可參考以（yǐ）下標準：JESD22-A101-D；EIAJED- 4701-D122 
    Leakage failure
    ③高加速溫濕度及偏壓測試（HAST: Highly Accelerated Stress Test ）
    目的：評估（gū）IC產品在偏壓下高溫，高濕，高氣壓條（tiáo）件下對濕度的抵抗能力，加速（sù）其失效過程。
    測試條件：130℃， 85%RH, 1.1 VCC, Static bias，2.3 atm 
    失效機製：電離腐蝕，封裝密封性 
    具體的測試條件和估（gū）算結果可參考以下（xià）標準：JESD22-A110 
    Au Wire Ball Bond with Kirkendall Voiding
    ④PCT:高壓蒸煮試驗 Pressure Cook Test (Autoclave Test) 
    目的：評估（gū）IC產品在高溫，高濕，高（gāo）氣壓條件下（xià）對濕度的抵抗能力，加速其失效過（guò）程。
    測試（shì）條件：130℃， 85%RH, Static bias，15PSIG（2 atm） 
    失效機製：化學金屬腐蝕，封裝密封性 
    具體（tǐ）的測試條件和估算結果可參考（kǎo）以下標準：JESD22-A102；EIAJED- 4701-B123 
    *HAST試驗箱與THB試驗箱的區別在於溫度更高，並且考慮到壓力因素，實驗時間可以縮短， 而PCT試驗箱則不加（jiā）偏（piān）壓，但濕度增大。 
    Bond pad corrosion
    ⑤TCT: 高（gāo）低溫循環試驗（Temperature Cycling Test ）
    目的：評估IC產品中具有不（bú）同熱膨脹係數的金屬之間的界麵的（de）接觸良率。方（fāng）法是通過循環（huán）流動的空氣從高溫到低溫重複變化。 
    測試條件：
    Condition B：-55℃ to 125℃ 
    Condition C： -65℃ to 150℃ 
    失效機製：電介質的斷（duàn）裂，導（dǎo）體（tǐ）和絕緣體的斷裂，不同界麵的分層 
    具體的測試條件和估算結果可參考以下標準：MIT-STD-883E Method 1010.7；JESD22-A104-A；EIAJED- 4701-B-131 
    Ball neck broken by die top de-lamination after Temp cycling
    ⑥TST: 高低溫衝（chōng）擊試驗（Thermal Shock Test ）
    目的：評估（gū）IC產品中具有不同熱膨脹係數的金屬之間的（de）界麵的接（jiē）觸良率。方法是通過循環流動（dòng）的液（yè）體從高溫（wēn）到低溫重複變化。
    測試條件: 
    Condition B： - 55℃ to 125℃ 
    Condition C：- 65℃ to 150℃ 
    失效機製（zhì）：電介質的斷裂，材料的（de）老（lǎo）化（huà）（如bond wires）, 導體機械（xiè）變形 
    具體的測試條件和估算（suàn）結果可參考以下標準：MIT-STD-883E Method 1011.9；JESD22-B106；EIAJED- 4701-B-141 
    * TCT與TST的區別在於TCT偏重於package 的測試，而TST偏重於晶園（yuán）的測試 
    Metal crack and metal shift after thermal Shock
    ⑦HTST: 高溫儲存試驗（High Temperature Storage Life Test ）
    目的：評估IC產品（pǐn）在實際使用之前在高溫條件下保持幾（jǐ）年不工作（zuò）條件下的生（shēng）命時間（jiān）。 
    測試條件（jiàn）：150℃ 
    失效機製：化學和擴散效應，Au-Al 共金效應（yīng） 
    具體的測試條件和估算結果可參考以（yǐ）下標準：MIT-STD-883E Method 1008.2；JESD22-A103-A； EIAJED- 4701-B111 
    Kirkendall Void
    ⑧可焊性試（shì）驗（Solderability Test ）
    目的：評估IC leads在粘錫過程中的可靠度 
    測試方法：
    Step1：蒸汽老化8 小時 
    Step2：浸入（rù）245℃錫盆中 5秒 
    失效（xiào）標準（Failure Criterion）：至（zhì）少95％良率 
    具體的測試條件和估算結果可參考以下標準：MIT-STD-883E Method 2003.7；JESD22-B102。
    poor solderability of the pad surface
    ⑨SHT Test: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（xī）盆中10秒 
    失效標準（Failure Criterion）：根據電測試（shì）結果 
    具體的測試條件和估算結果可參（cān）考（kǎo）以下標準:MIT-STD-883E Method 2003.7；EIAJED- 4701-B106。
    三、耐久性（xìng）測（cè）試項目（Endurancetest items ）
    Endurance cycling test, Data retention test 
    ①周期耐久性測試（EnduranceCycling Test ）
    目的：評估非揮發性memory器件在多（duō）次讀寫算後的持久性能
    測試（shì）方法：將數據寫入memory的（de）存儲單元，在擦除數據（jù），重複這個過程多次
    測試條件：室溫，或者更高（gāo），每個數據的讀寫次數（shù）達到（dào）100k~1000k
    具體的測試條件和估算結果可參考以下標準：MIT-STD-883E Method 1033
    ②數據保持力測試（Data Retention Test）
    目的：在重複讀（dú）寫之後加速非揮發性memory器件存儲節點的電（diàn）荷損失 
    測試方法：在高溫條件下將數據寫入memory存儲單元後，多（duō）次讀取驗證單元（yuán）中的（de）數據 
    測試條件：150℃ 
    具體（tǐ）的測（cè）試條件和估（gū）算（suàn）結果可參（cān）考以下標準：MIT-STD-883E Method 1008.2；MIT-STD-883E Method 1033 
    在了（le）解上述的IC測試方法之後，IC的設計製造（zào）商（shāng）就需要根據不用IC產品的性能，用途以及需要測試的目的，選擇合適的測試方法，限度（dù）的降（jiàng）低IC測試的時間和成本，從而有效控製IC產品的質量和可靠度（dù）。