ICの寿命試験と早期故障率の評価

寿命試験の精度と信頼性は、老化板の設計と製作品質に大きく依存しています。老化板は、信号の完全性、放熱能力、動作周波数、インピーダンスマッチング、および高温条件下での部品の安定性を同時に考慮する必要があるため、その製作は一般的なテスト治具よりもはるかに複雑です。MA-tekの信頼性試験室は、顧客の製品特性と試験条件に応じて、完全な設計と製作サービスを提供しています。

標準パッケージや一般的なテストシナリオに対しては、コストを抑えるためにユニバーサルボード（Universal Board）とアダプターボードを選択できます。もし部品が特殊な周波数、駆動方式、または高出力の要求を持つ場合は、専用のカスタマイズされたバーニンボード（Burn-in Board）を提供し、高温、バイアス、動的信号条件下での部品の最適な動作安定性を確保します。

バーンインボード設計項目には、部品レイアウト、信号経路設計、インピーダンス整合戦略、放熱構造計画、高温材料の選定、ソケット評価および治具のエネルギー分布検証が含まれ、寿命試験過程における安定性と再現性を確保します。

寿命推定は主に温度を主要な加速因子とし、Arrhenius Modelの指数方程式を計算の基礎としています。適切な活性化エネルギー（Activation Energy）を設定することで、加速試験の結果から実際の使用温度での部品の寿命を推測できます。一般的な寿命指標にはFIT（Failure In Time）やMTTF（Mean Time To Failure）があり、高い信頼水準での期待寿命を反映しますが、FIT/MTTFのパラメータはしばしばユーザーが実際のリスクを直感的に理解するのが難しいため、業界では「ミッションプロファイル（Mission Profile）」方式がよく使用されます。例えば、自動車用電子機器の10年使用要求時間を基準に、加速因子を利用して必要な寿命試験時間を逆算する方法は、部品の実際のアプリケーションにおける寿命要求をより反映することができます。

MA-tekは寿命モデル、加速因子の検証、故障メカニズムの比較、材料の挙動分析を通じて、車載、サーボシステム、産業用機器、通信製品、消費者向け電子機器に対して完全な寿命予測サービスを提供しています。

表1 部品エージング試験装置の仕様

生成AI、HPC大型データセンターの急速な発展とともに、AIチップの単体消費電力は従来の設計限界を突破し、向かっている800 W、さらには1000 W高出力運転。これほど高い電流と高い熱密度の条件下で、チップの長期的な安定性と信頼性は、システムのパフォーマンス、稼働率、運用コストに影響を与える重要な要素となっています。

チップの高出力寿命試験、つまりは対象としてAIプロセッサ、アクセラレーターチップおよびそのパッケージ構造は、非常に高い消費電力の運用条件下で長時間の検証を行い、実際のデータセンターおよび計算アプリケーションにおいても、安定して安全かつ予測可能なパフォーマンスを維持できることを保証します。

次世代の高出力アプリケーションのニーズに応えるために、安定して長時間運転可能な高出力通電試験能力を提供し、顧客が極端な消費電力条件下で製品の信頼性と耐久性を全面的に検証できるように、特に超高出力寿命試験設備を導入しました。MCC HPB6 (1000W)とIncal Sonoma(800W)装置能力は下図のとおりです：

図:超高出力寿命試験設備能力

MA-tekは台湾と上海に寿命試験専用の実験室を設置しており、半導体プロセス工学のバックグラウンドを持ち、長年の信頼性経験を有するエンジニアチームが操作と分析を担当しています。設備には、多槽式老化炉、温度制御Burn-inシステム、各種ソケット応用プラットフォーム、複雑なロジック動的信号シミュレーション装置、そして長時間、高密度、多チャンネルのOLT/ELFR並行実行をサポートするシステムが含まれています。堅実なプロセス背景と完全な信頼性プラットフォームを提供します：

• 老化板設計製作

• 高温老化と加速寿命試験

• 初期故障率分析

• 電気的パラメータの前後比較

• 寿命推定と使用リスク評価

• 車載電子機器の任務型寿命モデル

• 完整報告と故障メカニズムの解釈