IEC 63287-1:2021
(Main)Semiconductor devices - Generic semiconductor qualification guidelines - Part 1: Guidelines for IC reliability qualification
Semiconductor devices - Generic semiconductor qualification guidelines - Part 1: Guidelines for IC reliability qualification
IEC 63287-1:2021 gives guidelines for reliability qualification plans of semiconductor integrated circuit products. This document is not intended for military- and space-related applications.
NOTE 1 The manufacturer can use flexible sample sizes to reduce cost and maintain reasonable reliability by this guideline adaptation based on EDR-4708, AEC Q100, JESD47 or other relevant document can also be applicable if it is specified.
NOTE 2 The Weibull distribution method used in this document is one of several methods to calculate the appropriate sample size and test conditions of a given reliability project.
This first edition of IEC 63287-1 cancels and replaces the first edition of IEC 60749-43 published in 2017. This edition constitutes a technical revision.
This edition includes the following significant technical changes with respect to the previous edition:
the document has been renamed and renumbered to distinguish it from the IEC 60749 (all parts);
a new section concerning the concept of "family" has been added with appropriate renumbering of the existing text.
Dispositifs à semiconducteurs - Lignes directrices génériques concernant la qualification des semiconducteurs - Partie 1: Lignes directrices concernant la qualification de la fiabilité des circuits intégrés
L’IEC 63287-1:2021 fournit des lignes directrices concernant les plans de qualification de la fiabilité des produits de CI à semiconducteurs. Le présent document n’est pas destiné aux applications militaires et spatiales.
NOTE 1 Le fabricant peut utiliser des tailles d’échantillons flexibles afin de réduire les coûts tout en maintenant une fiabilité raisonnable par l’adaptation des présentes lignes directrices fondées sur l’EDR-4708. S’ils sont spécifiés, les documents AEC Q100, JESD47 ou tout autre document pertinent spécifié peuvent également être applicables.
NOTE 2 La méthode de la loi de Weibull utilisée dans le présent document n’est qu’une méthode parmi d’autres permettant de calculer la taille d’échantillon et les conditions d’essai appropriées pour un projet de fiabilité donné.
Cette première édition de l’IEC 63287-1 annule et remplace la première édition de l’IEC 60749‑43 parue en 2017. Cette édition constitue une révision technique.
Cette édition inclut les modifications techniques majeures suivantes par rapport à l'édition précédente:
le document a été renommé et renuméroté afin de le différencier de l’IEC 60749 (toutes les parties);
une nouvelle section portant sur le concept de famille a été ajoutée avec une renumérotation appropriée du texte existant.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
IEC 63287-1 ®
Edition 1.0 2021-08
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
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inside
Semiconductor devices – Generic semiconductor qualification guidelines –
Part 1: Guidelines for IC reliability qualification
Dispositifs à semiconducteurs – Lignes directrices génériques concernant la
qualification des semiconducteurs –
Partie 1: Lignes directrices concernant la qualification de la fiabilité des circuits
intégrés
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Edition 1.0 2021-08
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Semiconductor devices – Generic semiconductor qualification guidelines –
Part 1: Guidelines for IC reliability qualification
Dispositifs à semiconducteurs – Lignes directrices génériques concernant la
qualification des semiconducteurs –
Partie 1: Lignes directrices concernant la qualification de la fiabilité des circuits
intégrés
INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
INTERNATIONALE
ICS 31.080.01 ISBN 978-2-8322-1017-2
– 2 – IEC 63287-1:2021 © IEC 2021
CONTENTS
FOREWORD . 4
INTRODUCTION . 6
1 Scope . 7
2 Normative references . 7
3 Terms and definitions . 8
4 Product categories and applications . 8
5 Failure . 9
5.1 Failure distribution . 9
5.2 Early failure . 10
5.2.1 Description . 10
5.2.2 Early failure rate . 11
5.2.3 Screening . 15
5.3 Random failure . 17
5.3.1 Description . 17
5.3.2 Mean failure rate . 18
5.4 Wear-out failure . 21
5.4.1 Description . 21
5.4.2 Wear-out failure rate . 21
6 Reliability test . 24
6.1 Reliability test description . 24
6.2 Reliability test plan . 24
6.2.1 Procedures for creating a reliability test plan . 24
6.2.2 Estimation of the test time required to confirm the TDDB from the
number of test samples . 27
6.2.3 Estimation of the number of samples required to confirm the TDDB from
the test time. 28
6.3 Reliability test methods . 29
6.4 Acceleration models for reliability tests . 33
6.4.1 Arrhenius model . 33
6.4.2 V-model . 33
6.4.3 Absolute water vapor pressure model . 33
6.4.4 Coffin-Manson model . 33
6.5 Concept of family . 34
6.5.1 General . 34
6.5.2 Conducting life test using family . 34
6.5.3 Verification of early failure rate using family . 37
7 Stress test methods . 39
8 Supplementary tests . 40
9 Summary table of assumptions . 40
10 Summary . 42
Bibliography . 43
Figure 1 – Bathtub curve . 10
Figure 2 – Failure process of IC manufacturing lots during the early failure period . 11
Figure 3 – Weibull conceptual diagram of the early failure rate . 12
Figure 4 – Example of a failure ratio: α (in hundreds) and the number of failures for CL
of 60 % . 14
Figure 5 – Screening and estimated early fail rate in Weibull diagram . 16
Figure 6 – Bathtub curve setting the point immediately after production as the origin . 17
Figure 7 – Bathtub curve setting the point after screening as the origin. 17
Figure 8 – Conceptual diagram of calculation method for the mean failure rate from the
exponential distribution . 18
Figure 9 – Conceptual diagram of calculation method for the mean failure rate as an
extension of early failure . 19
Figure 10 – Conceptual diagram of the wear-out failure . 21
Figure 11 – Conceptual diagram describing the concept of the acceleration test . 22
Figure 12 – Concept of the reliability test in a Weibull diagram (based on sample size) . 26
Figure 13 – Concept of the reliability test in a Weibull diagram (based on test time) . 29
Figure 14 – Difference in sampling sizes according to the m value (image) . 30
Figure 15 – How the screening defect rate is seen depending on the difference of chip
size (example) . 37
Table 1 – Examples of product categories . 9
–6
Table 2 – Cumulative failure probability 0,1 % over 10 years [×10 ] for the third, fifth
and seventh years . 26
Table 3 – Major reliability (life) test methods and purposes . 31
Table 4 – Examples of the number of test samples and the test time in typical reliability
(life) test methods . 32
Table 5 – Concept of family (example) . 34
Table 6 – Concept of difference/failure mechanism/corresponding test item (examples). 36
Table 7 – Factors for calculation examples of early failure rate using family data . 38
Table 8 – LTPD sampling table for acceptance number Ac = 0 . 39
Table 9 – Major reliability (strength) test methods and purposes . 39
Table 10 – Supplementary tests . 40
a
Table 11 – Accelerating factors, cal
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.