NXPでは製品の品質に加えて、目的のアプリケーションに関連した製品の信頼性に重点を置いています。このアプリケーションはミッション・プロファイルによって特徴付けられます。ミッション・プロファイルとは、製品を特定の環境で長期間使用した場合に、そのライフサイクル全体にわたって製品が曝される環境的および機能的負荷の集合です。

原則

当社では、以下の方法で製品の信頼性能力を保証します。

  1. 該当するアプリケーションのミッション・プロファイル（速度、電力、温度、フィールドでの寿命、デューティ・サイクルなど）を選択して評価する
  2. 組み込みの信頼性を使用して、特定された故障メカニズムに対する堅牢性を確保する
  3. 製品が曝される環境条件および負荷をシミュレートして加速するテスト条件およびテスト期間を評価する
  4. 車載製品の認定計画を策定し、電子素子技術連合評議会 (JEDEC) などの業界規格や車載電子部品評議会 (AEC) などの市場固有の要件に準拠していること、または要求に応じてお客様の仕様に準拠していることを確認する
  • （上記の規格で説明されている）半導体故障率は、バスタブ曲線に従います。最初に故障率が低下し、その後は長く低レベルの故障率が続きますが、最終的には機能しなくなります。

NXPでは、バスタブ曲線の各部分について、それぞれ低い故障率を保証する方法を用意しています。

  • テストとバーンインは、初期故障期と呼ばれる早期の製品故障のスクリーニングに用いられます。これにより、早期の故障率を低下させます。
  • 耐用期間中の堅牢性は設計によって得られ、静電気放電、ラッチアップ・イベント、ソフト・エラー、落下または衝撃イベントのような電気的および機械的堅牢性テストによって検査されます。
  • 組み込みの信頼性は、機能停止を遅らせるために使用されます。検証のために延長寿命テストが実施されます。

バスタブ曲線：製品故障率

知識ベースの認定方法

半導体製品は、1つまたは複数の用途に使用されるアプリケーション・ソリューション（ときにはソフトウェアを含む）であり、次のテクノロジ要素から構成されます。

  • ダイ拡散のためのウェハ製造プロセス
  • 組み立て用パッケージ・テクノロジ
  • 意図した製品機能を提供するための電子設計（特定のテクノロジ・ライブラリと設計フローを使用）

NXPの信頼性知識フレームワーク

特定のアプリケーション領域に対する製品とその構成要素の信頼性能力は、JEDEC規格JESD94、JEP122、JEP148に記載され、AEC-Q100/Q101規格を通じて自動車業界で推進されている知識ベースの認定 (KBQ) 手法と、自動車技術者協会 (SAE) およびドイツ電気・電子工業連盟 (ZVEI) による堅牢性検証規格J1879を使用して実証されています。これは新規開発時と、テクノロジ、製品、製造（レシピ、装置、プロセス、材料、設計/建設など）の変更時の両方に適用されます。業界では加速信頼性テストを使用して、妥当な時間でアプリケーションの寿命をシミュレートしています。

当社の戦略は、故障に至るまでのテスト（可能な場合）という概念を適用し、信頼性認定準拠テストを必要なレベル以上に拡張して、これらのテスト中の製品の物理的または電気的劣化を評価することにより、信頼性能力を決定することです。

構成要素または製品全体について、特定のアプリケーション領域に関連する一連の準拠テストを使用して信頼性能力が評価されます。テストとその要件は、潜在的な故障モードの知識と構造類似性の規則を使用して定義されます。これらの規則およびテストは、リリースされた構成要素の派生物を認定するためにも使用できます。新しい故障モードや新しいまたは修正された加速モデルまたはモデル・パラメータに対しては、準拠テスト要件の適用可能性、および構造類似性規則が更新されます。

該当する信頼性の知識、データ、ツール、方法には、NXPの信頼性知識フレームワーク (RKF) を通じてアクセスできます。

信頼性認定テスト

NXPでは、3種類の読み取りポイントを使用して、構成要素の信頼性能力を決定します。

  • JedecやAECなどの国際規格に準拠した標準読み取りポイント
  • 一般的なミッション・プロファイルをカバーする堅牢な読み取りポイント（通常は2倍の標準読み取りポイント）
  • 新しいテクノロジのマージンを決定するための拡張された読み取りポイント

NXPで使用される一般的なミッション・プロファイルは次のとおりです。

  • ポータブル
  • 商用
  • 家庭用
  • 産業用
  • インフラストラクチャ
  • 産業用RF
  • 車載グレード3、2、1、0

標準/堅牢な読み取りポイントを示す例

認定読み取りポイント

加速ストレス・テスト 業界標準 / NXPミッション・プロファイル / 耐用年数 JESD47 / 商用、家庭用、産業用 / 5～10年 AEC Q100グレード1 / A1 / 15年
高温動作寿命テスト (HTOL) JESD22-A108 1000h / 2000h 1) Tj=150 °C 1000h / 2000h Tj=150 °C
事前調整 (PC) J-STD-020 THB、HAST、T/C、ACの前に実施
温度サイクル (TC) JESD22-A104 500c / 1000c -65 °C～150 °C 500c / 1000c -65 °C～150 °C
高加速ストレス・テスト (HAST) JESD22-A110 96h / 192h 85%RH / 130 °C 96h / 192h 85%RH / 130 °C
温度および湿度バイアス (THB) JESD22-A101 1000h / 2000h 85%RH / 85 °C 1000h / 2000h 85%RH / 85 °C
高温保管寿命 (HTSL) JESD22-A103 1000h / 2000h Ta=150 °C 1000h / 2000h Ta=150 °C
人体モデル (HBM) ANSI/ESDA/JEDEC JS-001-2012 2kV / 2.5kV 2kV / 2.5kV
デバイス帯電モデル (CDM) JESD22-C101 500V / 750V 500V（コーナー750V）/ 750V
ラッチアップ (LU) JESD78 ± 100 mA - Ta、最大 / ± 100 mA - Tj、最大 ± 100 mA - Ta、最大 / ± 100 mA - Tj、最大