Микросхемы методы испытаний

Процесс тестирования интегральных микросхем

=== Скачать файл ===

В настоящее время для прогнозирования долговечности интегральных схем ИС остается практически единственный способ - проведение ускоренных испытаний ИС в условиях более высоких нагрузок. Процесс старения ускоряется, а деградация параметров происходит так же, как и в обычном режиме работы. Полученные результаты экстраполируют на нормальные условия эксплуатации. Известно, что повышение температуры и напряженности электрического поля ускоряет процесс старения ИС. Роль механизмов отказов в этом процессе различна. Многие из них, в том числе и деградационные, связаны с физико-химическими реакциями. Сванте Аррениус, Нобелевский лауреат в области химии, изучая влияние температур на скорость превращения сахарозы \\\\\\\\\\\\[2\\\\\\\\\\\\] вывел эмпирически уравнение зависимости интенсивности отказов от температуры. Оно приближенно описывает многие деградационные процессы и отказы ИС, в том числе ионный дрейф, диффузию примесей, образование интерметаллических соединений, ползучесть, кристаллографические микроперестроения конструкционных материалов; лучше обстоит дело с анализом появления отказов ИС при воздействии повышенной температуры, как в период приработки, так и в период старения. Данная формула и есть основная зависимость наработки на отказ от температуры, т. Если применим традиционный подход к надежности ИС, обусловленный принятыми допущениями: Практика эксплуатации и опыт ускоренных испытаний показали, что зависимость долговечности от температуры описывается логарифмически нормальным распределением с возрастающей функцией интенсивности отказов. Оно также хорошо описывает отказы ИС, когда нагрузкой является повышенная влажность и повышенная напряженность электрического поля в оксиде \\\\\\\\\\\\[1\\\\\\\\\\\\]. Таким образом, для многих полупроводниковых приборов и ИС, долговечность которых определяется законом Аррениуса, справедливы следующие обобщения \\\\\\\\\\\\[1\\\\\\\\\\\\]:. Выполнение закона Аррениуса отвечает требованиям линейной экстраполяции результатов испытаний с области повышенных температур на нормальные условия функционирования ИС. Опыт ускоренных испытаний ИС на долговечность показывает, что интенсивность отказов имеет бимодальный характер рис. Первый пик в нижней левой части рис. В случае комбинированных испытаний одновременное воздействие повышенной температуры и напряжения смещения интенсивность отказов аномальных ИС зависит только от температуры, в то время как поведение основной части выборки зависит и от первого, и от второго. Время наработки на отказ в условиях пониженной нагрузки может в эксплуатационных режимах в несколько раз превышать установленный срок службы для ИС. Для ее подсчета зарубежные изготовители обычно берут относительное число приборов, которые могут отказать в течение каждых 10 5 ч работы т. Более предпочтительным является количество отказов на 10 9 ч так называемый ФИТ , так как это позволяет более удобно и наглядно отразить сверхмалые интенсивности отказов БИС. Анализ интенсивности отказов современных БИС показывает, что она стремительно приближается к величине 1 ФИТ и менее. Например, Исследовательский комитет по полупроводниковой промышленности Semiconductor Research Council установил требование по надежности на г. Величиной сокращения долговечности за счет развития дефектов при повышении температуры от Т 1 к Т 2 , служит коэффициент ускорения ВС \\\\\\\\\\\\[7, 8\\\\\\\\\\\\]:. ВС показывает экспоненциальную зависимость от температуры в диапазоне 0,,3 эВ. Относительно небольшое изменение энергии активации процесса старения вызывает весьма существенное изменение коэффициента ускорения. Если принять, что различные дефекты влияют приблизительно одинаково на изменение интенсивности отказов, то можно считать, что средняя энергия активации равна 0,4 эВ. Этому закону нарастания скорости старения соответствует энергия активации в пределах 0,,8 эВ. Именно эту величину 0,7 эВ фирма Analog Devices использует в расчетах интенсивности отказов \\\\\\\\\\\\[10\\\\\\\\\\\\]. Фирма Microchip в расчеты надежности закладывает величину 0,,7 эВ \\\\\\\\\\\\[11\\\\\\\\\\\\]. Экспериментальные исследования показали, что в режиме эксплуатации для многих типов ИС не наблюдается корреляционная связь между интенсивностью отказов и температурой на p-n-переходе рис. В правильно сконструированной БИС температурные эффекты могут быть скомпенсированы, поэтому в диапазонах умеренных температур этот фактор можно исключить. В производственной практике долговечность ИС определяют по результатам статической или динамической электротермотре-нировки ЭТТ , позволяющей выявлять отказы ИС с разной энергией активации. Наибольшее распространение получили два варианта \\\\\\\\\\\\[1\\\\\\\\\\\\]:. К первому варианту испытаний можно отнести все виды ЭТТ. Многие специалисты считают, что в первом случае испытания дают только информацию о доле бракованных ИС в партии. Некоторые виды тренировок способны инициировать отказы износа. Динамическая ЭТТ пригодна для прогнозирования долговечности большинства ИС, связанной с такими отказами, с низкой энергией активации порядка 0,,4 эВ , в том числе для БИС и СБИС \\\\\\\\\\\\[1\\\\\\\\\\\\]. Высокотемпературное старение способно выявить в течение нескольких часов такие изменения в элементах конструкции схем, которые, в конечном счете, произошли бы в них при длительной работе может быть, за несколько десятков лет в нормальных условиях. При высоких температурах, близких к пороговым, можно наблюдать отказы уже через ч испытаний, относительно редко проявляющиеся при умеренных температурах. Первый вид испытаний регламентируется зарубежными справочниками типа MIL-HDBK американский военный справочник по предсказанию надежности электронного оборудования , используемыми ведущими фирмами-изготовителями БИС, такими как OKI, Atmel, ADI, Siemens, Microchip, Altera и др. Условия и режимы проведения ЭТТ для определения долговечности зарубежные фирмы устанавливают самостоятельно, однако в большинстве случаев они схожи с теми, которые указаны bMIL-HDBK Для КМОП БИС в расчеты закладывают два коэффициента ускорения: В отечественных отраслевых методах расчетно-экспериментального прогнозирования надежности рекомендуется использовать коэффициент ускорения К для различных механизмов отказа \\\\\\\\\\\\[18\\\\\\\\\\\\]. Главная цель этого эксперимента состояла в выявлении отказов, связанных с зависимым от времени пробоем под-затворного диэлектрика, о чем говорит высокий коэффициент ускорения по напряжению. Точечная оценка интенсивности отказов с учетом двух коэффициентов ускорения механизмов отказа \\\\\\\\\\\\[12\\\\\\\\\\\\]:. Данная таблица построена с учетом экспоненциального закона распределения вероятностей случайных величин. Таким образом, интервальная оценка интенсивности отказов, вычисленная с использованием данной формулы, справедлива для второго участка на ваннообразной кривой интенсивности отказов. Вероятность безотказной работы P t с учетом экспоненциального закона распрецеления вероятностей отказа случайной величины равна:. MTTF — среднее время наработки до первого отказа или ее математическое ожидание. Экспериментальную интенсивность отказов ИС ведущие фирмы-изготовители например, Siemens AG, Analog Devices ADI , Atmel, Xilinx, Altera, QuickLogic, Actel рекомендуют оценивать по результатам ЭТТ предпочтительно динамической по формуле \\\\\\\\\\\\[, \\\\\\\\\\\\]:. Распределение числа отказов случайной величины х подчинено закону Пуассона встречается в задачах о повторении испытаний, в которых вероятность ожидаемого события мала:. Каждый отказ генерирует дополнительно две степени свободы. В таблице 3 приведены данные надежности КМОП ИС фирмы ADI — результаты ускоренных испытаний по методике HTOL \\\\\\\\\\\\[9\\\\\\\\\\\\]. Расчетные значения интенсивности отказов и среднего времени наработки на отказ для случая, когда за время испытаний отказов не зарегистрировано, с использованием статистики хи-квадрат приведены в таблице 4. Получаемый коэффициент ускорения — 78 при энергии активации 0,7 эВ и 42 при энергии активации 0,6 эВ \\\\\\\\\\\\[11\\\\\\\\\\\\]. В таблице 6 приведены результаты испытаний радиационно-стойких программируемых пользователем вентильных матриц ППВМ, RadHard FPGA по Antifuse-технологии создание металлизированной перемычки при программировании фирмы Actel \\\\\\\\\\\\[15\\\\\\\\\\\\]. Фирма Atmel приводит следующий пример расчета интенсивности отказов по методике HTOL: В каждом документе обозначены свои правила определения констант и температур переходов. Документ NTT procedure предусматривает один коэффициент ускорения для всех ИС, американский справочник MIL-HDBK — 25 для разных технологий изготовления ИС, разделенных на 7 категорий. Документ CNET предусматривает разные коэффициенты ускорения для четырех типов технологий и задает две разные константы для герметичных и негерметичных изделий. Фирма Siemens использует одни и те же константы для всех ИС, за исключением перепрограммируемых интегральных запоминающих устройств. Все это приводит к тому, что температурные коэффициенты ускорения, вычисленные по разным методикам для одной и той же ИС, существенно разнятся \\\\\\\\\\\\[21,22\\\\\\\\\\\\]. Наиболее отработанной в настоящее время является методика испытаний, предусмотренная стандартом США MIL-STD Военный стандарт MIL-STD стал основой для разработки большого числа программ обеспечения надежности БИС, изготовляемых различными фирмами США и других стран \\\\\\\\\\\\[21, 22\\\\\\\\\\\\]. Виды и режимы испытаний на долговечность квалификационные испытания БИС , используемые ведущими зарубежными фирмами. Уравнение Аррениуса является базовым для описания зависимости долговечности ИС от температуры. Отказы, возникающие в условиях повышенной нагрузки, обусловлены механизмами отказов, которые, как правило, не подчиняются зависимости Аррениуса и не проявляются в ИС, спроектированных с учетом надежности. Ускоренные испытания показывают, что долговечность ИС носит бимодальный характер. Зависимость долговечности ИС от температуры хорошо описывается логарифмически нормальным распределением. Температура в сочетании с повышенным напряжением является универсальным воздействующим фактором, позволяющим выявлять механизмы отказов элементов конструкции БИС кристалл - оксид -металл. Ускоренные испытания позволяют с определенной достоверностью за относительно короткий срок испытаний оценить долговечность ИС, выражающуюся сотнями тысяч лет, т. Электронные и ионные технологии. Технологии монтажа и сборки. Программы для печатных плат. Производство электроники, организация производства. Типичное распределение интенсивности отказов биполярных ИС, состоящее из двух компонентов лог-нормального распределения: Результаты испытаний ОЗУ DRAM\\\\\\\\\\\\] емкостью 4М ИС фирмы OKI по методике HTOL. Результаты испытаний полупроводниковых изделий фирмы Microchip за г. Результаты испытаний радиационно-стойких КМОП ППВМ RadHard FPGA фирмы Actel. По результатам тестирования среднее время наработки на отказ составляет для СБИС семейств FLEX приблизительно лет, а для семейств МАХ — лет, причем для последних почти половина отказов связана с потерей заряда в элементах памяти, в конфигурирующих электрически стираемых перепрограммируемых ПЗУ ЭСППЗУ, EEPROM -транзисторов \\\\\\\\\\\\[17\\\\\\\\\\\\]. Основные модели коэффициента ускорения при действии различных механизмов отказа. Энергия активации в зависимости от действия различных механизмов отказа, эВ. Скачать статью в формате pdf. Оцените, пожалуйста, удобство и практичность usability сайта: Бессвинцовые технологии Инженерное обеспечение Качество печатных плат Электронные и ионные технологии Технологии монтажа и сборки Оборудование Программы для печатных плат Проектирование печатных плат Рынок электронной промышленности Тестирование печатных плат Печатные платы Производство электроники, организация производства Тел: Бессвинцовые технологии Инженерное обеспечение Качество печатных плат Электронные и ионные технологии Технологии монтажа и сборки Оборудование Программы для печатных плат Проектирование печатных плат Рынок электронной промышленности Тестирование печатных плат Печатные платы Производство электроники, организация производства.

Предпринимательское право в правовой системе рф

Хостел на комсомольской москва

Экономическая теория занимается исключительно прогностическими характеристиками