CPU的老化試驗原理

   老化試驗是一門能夠及早預測和發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品故障并將產(chǎn)品早期故障剔除的篩選試驗技術(shù)。老化試驗的作用在于通過對產(chǎn)品老化試驗后使產(chǎn)品得到技術(shù)改進，從而使產(chǎn)品更具可靠性。在電腦集成電路中，老化試驗對其有非常重要的意義，在老化試驗中，通過對其施加應力，加速其內(nèi)部潛在缺陷暴露的過程。經(jīng)過老化過程后，可以使集成電路上存在的缺陷暴露出，并使在上機使用前失效，從而保證了集成電路*終的使用可靠性。老化的作用主要有兩方面，一是剔除有缺陷的、可能發(fā)生早期失效的產(chǎn)品，保證產(chǎn)品的使用可靠性；二是評估和比較不同產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性水平。
    
    近年來，國家通過各種途徑大力扶持微處理器（CPU）產(chǎn)品的研發(fā)，已相繼研制出了具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的CPU產(chǎn)品。相對于先進的設(shè)計和制造技術(shù)，國產(chǎn)CPU 質(zhì)量和可靠性評價技術(shù)研究相對滯后。目前國內(nèi)CPU老化試驗方案都是由研制單位自己制訂，不同廠家的老化方案間存在較大的差距。如額定工作頻率為33MHz的CPU，有的單位將老化時鐘頻率定為1MHz，有的將老化時鐘頻率定為20MHz，這樣老化應力強度和老化效果完全沒有可比性，因此無法通過老化試驗進行CPU產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性水平的評估和比較。作為用戶，通過質(zhì)量和可靠性試驗，可以評估出更為理想的產(chǎn)品。因此，對CPU進行等效老化試驗技術(shù)的研究，成為CPU 質(zhì)量和可靠性評估急需解決的問題之一。

CPU老化試驗原理

   集成電路的老化過程，實際上是在強環(huán)境溫度應力下，通過對其施加電應力模擬其正常工作，使故障盡早出現(xiàn)。老化試驗的目的是保證產(chǎn)品的使用可靠性和評估產(chǎn)品的質(zhì)量與可靠性水平。通過技術(shù)文獻中的資料得知，在工作過程中，芯片溫度每提高10°C，器件的失效率約會增加一倍。由此可見，芯片溫度在老化過程中起著決定性的作用，老化試驗過程中的應力強弱可以歸結(jié)為芯片溫度的高低。
     在老化試驗中，外界可以控制的應力只有環(huán)境溫度和電應力，以及被試器件的散熱條件。同樣的老化箱，其中空氣的流速都是相同的，器件的熱阻主要由芯片封裝結(jié)構(gòu)、材料和工藝決定，屬于器件的本征特性。熱阻特性的好壞與芯片功耗一樣，由其設(shè)計和制造決定，熱阻越小，產(chǎn)品的可靠性越高。在進行質(zhì)量和可靠性評價試驗時，對其本征的特性熱阻是必須進行考核的，這樣在考慮老化試驗方案時，重點應該放在老化功耗上。

    隨著集成電路設(shè)計線寬的不斷縮小，由等比縮小效應引起的漏功耗不可避免地增大，為了提高可靠性，集成電路紛紛采用低功耗設(shè)計技術(shù)。同一類產(chǎn)品，由不同的公司設(shè)計生產(chǎn)，盡管功能完全一樣，其功耗卻相差很大，功耗低的產(chǎn)品，工作時的芯片溫度肯定低于功耗高的產(chǎn)品。