WikiDer > Надежность (полупроводник)

Эта статья поднимает множество проблем. Пожалуйста помоги Улучши это или обсудите эти вопросы на страница обсуждения. (Узнайте, как и когда удалить эти сообщения-шаблоны) В ведущий раздел этой статьи может потребоваться переписать. Использовать руководство по макету свинца чтобы раздел соответствовал нормам Википедии и содержал все важные детали. (Октябрь 2017 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) Эта статья может быть слишком техническим для большинства читателей, чтобы понять. Пожалуйста помогите улучшить это к сделать понятным для неспециалистов, не снимая технических деталей. (Октябрь 2017 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

Надежность полупроводниковых приборов можно резюмировать следующим образом:

1. Полупроводник устройства очень чувствительны к примесям и частицам. Следовательно, для производства этих устройств необходимо управлять многими процессами, точно контролируя уровень примесей и частиц. Качество готового продукта зависит от многослойного взаимодействия каждого взаимодействующего вещества в полупроводнике, включая металлизация, материал чипа (список полупроводниковых материалов) и пакет.
2. Проблемы микропроцессов и тонкие пленки и должны быть полностью поняты, поскольку они применимы к металлизации и проводное соединение. Также необходимо анализировать поверхностные явления с точки зрения тонких пленок.
3. В связи с быстрым развитием технологий многие новые устройства разрабатываются с использованием новых материалов и процессов, а календарное время проектирования ограничено из-за разовая инженерия ограничения, плюс пора торговать обеспокоенность. Следовательно, невозможно основывать новые конструкции на надежности существующих устройств.
4. Достигать экономия от масштаба, полупроводниковая продукция производится в больших объемах. Кроме того, ремонт готовых полупроводниковых изделий нецелесообразен. Таким образом, обеспечение надежности на стадии проектирования и уменьшение отклонений на стадии производства стало важным.
5. Надежность полупроводниковых устройств может зависеть от сборки, использования и условий окружающей среды. Факторы стресса, влияющие на надежность устройства, включают: газ, пыль, загрязнение, Напряжение, Текущий плотность, температура, влажность, механическое напряжение, вибрация, шок, радиация, давление, и интенсивность магнитный и электрические поля.

Конструктивные факторы, влияющие на надежность полупроводников, включают: Напряжение, мощность, и Текущий снижение номинальных характеристик; метастабильность; поля логической синхронизации (логическое моделирование); временной анализ; температура снижение номинальных характеристик; и контроль над процессом.

Методы улучшения

Надежность полупроводников поддерживается несколькими способами. Чистые помещения контролировать примеси,контроль над процессом контролирует обработку и записать в (кратковременная работа в экстремальных условиях) и зондирование и испытание сокращают утечки. Зонд (пробник пластин) проверяет полупроводниковый кристалл перед упаковкой с помощью микрозондов, подключенных к испытательному оборудованию. Финальный тест проверяет упакованное устройство, часто до и после приработки, на предмет набора параметров, обеспечивающих работу. Слабые стороны процесса и конструкции выявляются путем применения ряда стресс-тестов на этапе аттестации полупроводников до их вывода на рынок. E. грамм. согласно AEC Квалификация напряжений Q100 и Q101.^[1] Среднее тестирование деталей - это статистический метод обнаружения и помещения в карантин полупроводниковых кристаллов, которые имеют более высокую вероятность отказов надежности. Этот метод определяет характеристики, которые находятся в пределах спецификации, но выходят за рамки нормального распределения для этой совокупности, как выбросы из группы риска, не подходящие для приложений с высокой надежностью. К разновидностям тестирования на основе тестеров в среднем по частям относятся, среди прочего, параметрическое тестирование по среднему значению (P-PAT) и тестирование по среднему значению по географическим частям (G-PAT). Inline Parts Average Testing (I-PAT) использует данные контроля производственного процесса и метрологии для выполнения функции распознавания выбросов.^[2][3]

Измерение прочности сцепления выполняется двумя основными типами: испытание на растяжение и испытание на сдвиг. И то, и другое может быть сделано деструктивно, что более распространено, или неразрушающим образом. Неразрушающие испытания обычно используются, когда требуется максимальная надежность, например, в военных или аэрокосмических приложениях.^[4]

Механизмы отказа

Механизмы отказа электронных полупроводниковых устройств делятся на следующие категории

1. Механизмы, вызванные взаимодействием материалов.
2. Механизмы стресса.
3. Механические механизмы отказов.
4. Механизмы разрушения, вызванного окружающей средой.

Механизмы, вызванные взаимодействием материалов

1. Полевой транзистор проходка воротного металла
2. Омический контакт деградация
3. Деградация канала
4. Эффекты поверхностного состояния
5. Загрязнение отливки упаковки - примеси в упаковочных смесях вызывают электрический сбой

Механизмы разрушения, вызванного стрессом

1. Электромиграция - электрически индуцированное движение материалов в чипе
2. Выгорание - локализованное перенапряжение
3. Захват горячих электронов - из-за перегрузки в силовых ВЧ цепях
4. Электрическое напряжение - Электростатический разряд, Сильные электромагнитные поля (HIRF), Фиксация перенапряжение, сверхток

Механически вызванные механизмы отказа

1. Умереть перелом - из-за несовпадения коэффициентов теплового расширения
2. Die-прикрепить пустоты - производственный брак - проверяется с помощью сканирующей акустической микроскопии.
3. Разрушение паяного соединения из-за усталостной ползучести или интерметаллических трещин.
4. Отслоение пресс-формы / формовочного компаунда из-за термоциклирования

Механизмы отказов, вызванных окружающей средой

1. Влияние влажности - поглощение влаги корпусом и схемой
2. Воздействие водорода - разрушение частей контура, вызванное водородом (металл)
3. Другие температурные эффекты - ускоренное старение, повышенная электромиграция с температурой, повышенное выгорание

Смотрите также

• Старение транзисторов
• Анализ отказов
• Чистая комната
• Записать в
• Список ресурсов по тестированию материалов
• Список методов анализа материалов

Рекомендации

• http://documentation.renesas.com/eng/products/others/rej27l0001_reliabilityhb.pdf
• http://parts.jpl.nasa.gov/mmic/4.PDF
• http://www.enre.umd.edu/publications/rs&h.htm

Библиография

• Джулио Ди Джакомо (1 декабря 1996 г.), Надежность электронных блоков и полупроводниковых приборов, Макгроу-Хилл
• А. Христу и Б.А. Унгер (31 декабря 1989 г.), Надежность полупроводниковых приборов, Научная серия НАТО E
• MIL-HDBK-217F Прогнозирование надежности электронного оборудования
• MIL-HDBK-251 Надежность / Дизайн Тепловые приложения
• MIL-HDBK-H 108 Процедуры отбора проб и таблицы для проверки срока службы и надежности (на основе экспоненциального распределения)
• MIL-HDBK-338 Руководство по проектированию надежности электронного оборудования
• MIL-HDBK-344 Скрининг электронного оборудования на воздействие окружающей среды
• Планы и процедуры выборочного контроля для частоты отказов MIL-STD-690C
• MIL-STD-721C Определение терминов надежности и ремонтопригодности
• MIL-STD-756B Моделирование и прогнозирование надежности
• MIL-HDBK-781 Методы испытаний надежности, планы и среды для инженерных разработок, квалификации и производства
• MIL-STD-1543B Требования программы обеспечения надежности космических и ракетных систем
• MIL-STD-1629A Процедуры для выполнения анализа характера, последствий и критичности отказа
• MIL-STD-1686B Программа контроля электростатического разряда для защиты электрических и электронных деталей, узлов и оборудования (за исключением взрывных устройств с электрическим возбуждением)
• MIL-STD-2074 Классификация отказов для испытаний на надежность
• MIL-STD-2164 Процесс проверки воздействия окружающей среды для электронного оборудования