CPU的老化試驗原理

   老化試驗是一門能夠及早預測和發(fā)現產品故障并將產品早期故障剔除的篩選試驗技術。老化試驗的作用在于通過對產品老化試驗后使產品得到技術改進，從而使產品更具可靠性。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，加速其內部潛在缺陷暴露的過程。經過老化過程后，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)生早期失效的產品，保證產品的使用可靠性；二是評估和比較不同產品的質量和可靠性水平。
    
    近年來，國家通過各種途徑大力扶持微處理器（CPU）產品的研發(fā)，已相繼研制出了具有獨立知識產權的CPU產品。相對于先進的設計和制造技術，國產CPU 質量和可靠性評價技術研究相對滯后。目前國內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產品質量和可靠性水平的評估和比較。作為用戶，通過質量和可靠性試驗，可以評估出更為理想的產品。因此，對CPU進行等效老化試驗技術的研究，成為CPU 質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。老化試驗的目的是保證產品的使用可靠性和評估產品的質量與可靠性水平。通過技術文獻中的資料得知，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構、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，由其設計和制造決定，熱阻越小，產品的可靠性越高。在進行質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計技術。同一類產品，由不同的公司設計生產，盡管功能完全一樣，其功耗卻相差很大，功耗低的產品，工作時的芯片溫度肯定低于功耗高的產品。