Jump to content

Надежность (полупроводник)

Надежность полупроводникового устройства — это способность устройства выполнять предназначенную ему функцию в течение всего срока службы устройства в полевых условиях.

При разработке надежных полупроводниковых устройств необходимо учитывать множество факторов:

  1. Полупроводниковые приборы очень чувствительны к примесям и частицам. Поэтому для изготовления этих устройств необходимо управлять многими процессами, точно контролируя уровень примесей и частиц. Качество готового продукта зависит от многоуровневых взаимоотношений каждого взаимодействующего вещества в полупроводнике, включая металлизацию , материал чипа ( список полупроводниковых материалов ) и упаковку.
  2. Проблемы микропроцессов и тонких пленок должны быть полностью изучены применительно к металлизации и склеиванию проводов . Необходимо также анализировать поверхностные явления с точки зрения тонких пленок.
  3. Из-за быстрого развития технологий многие новые устройства разрабатываются с использованием новых материалов и процессов, а время проектирования ограничено из-за единовременных инженерных ограничений, а также времени для решения проблем рынка . Следовательно, невозможно основывать новые конструкции на надежности существующих устройств.
  4. Для достижения экономии за счет масштаба полупроводниковая продукция производится в больших объемах. Кроме того, ремонт готовых полупроводниковых изделий нецелесообразен. Поэтому обеспечение надежности на этапе проектирования и уменьшение отклонений на этапе производства стали необходимыми.
  5. Надежность полупроводниковых устройств может зависеть от сборки, использования, условий окружающей среды и охлаждения. Факторы стресса, влияющие на надежность устройства, включают газ , пыль , загрязнение, напряжение , тока плотность , температуру , влажность , механическое воздействие , вибрацию , удар , радиацию , давление и интенсивность магнитных и электрических полей.

Факторы проектирования, влияющие на надежность полупроводников, включают: напряжения , мощности и тока снижение ; метастабильность ; логические временные запасы ( логическое моделирование ); временной анализ ; температурное снижение характеристик; и контроль процесса .

Методы улучшения [ править ]

Надежность полупроводников поддерживается на высоком уровне за счет нескольких методов. Чистые помещения контролируют примеси, управление процессом контролирует обработку, а также выгорание (кратковременная работа в экстремальных условиях), а также зондирование и тестирование уменьшают утечки. Зонд ( вафельный зонд ) проверяет полупроводниковый кристалл перед упаковкой с помощью микрозондов, подключенных к испытательному оборудованию. Заключительный тест проверяет упакованное устройство, часто до и после проработки, на предмет набора параметров, обеспечивающих работу. Слабые стороны процесса и конструкции выявляются путем применения ряда стресс-тестов на этапе квалификации полупроводников перед их выводом на рынок. e. г. в соответствии с квалификацией стресса AEC Q100 и Q101. [1] Среднее тестирование деталей — это статистический метод выявления и помещения в карантин полупроводниковых кристаллов, которые имеют более высокую вероятность отказов в надежности. Этот метод идентифицирует характеристики, которые находятся в пределах спецификации, но за пределами нормального распределения для этой совокупности, как выбросы риска, не подходящие для приложений с высокой надежностью. Разновидности среднего тестирования деталей на основе тестера включают, среди прочего, параметрическое среднее тестирование деталей (P-PAT) и географическое среднее тестирование деталей (G-PAT). Встроенное среднее тестирование деталей (I-PAT) использует данные контроля производственного процесса и метрологии для выполнения функции распознавания отклонений. [2] [3]

Измерение прочности соединения проводится двумя основными типами: испытание на растяжение и испытание на сдвиг. И то и другое можно сделать деструктивно, что встречается чаще, или недеструктивно. Неразрушающие испытания обычно используются, когда требуется чрезвычайная надежность, например, в военной или аэрокосмической промышленности. [4]

Механизмы неудач [ править ]

Механизмы отказа электронных полупроводниковых приборов делятся на следующие категории.

  1. Механизмы, индуцированные взаимодействием материалов.
  2. Механизмы стресса.
  3. Механически вызванные механизмы разрушения.
  4. Механизмы отказов, вызванных воздействием окружающей среды.

материалов взаимодействием вызванные Механизмы,

  1. транзистора Затвор-металл полевого
  2. омического контакта Деградация
  3. Деградация канала
  4. Эффекты поверхностного состояния
  5. Загрязнение формованной упаковки — примеси в упаковочных материалах вызывают сбой в работе электрооборудования.

стрессом вызванных отказов , Механизмы

  1. Электромиграция – электрически индуцированное движение материалов в чипе.
  2. Выгорание – локальное перенапряжение
  3. Захват горячих электронов - из-за перегрузки в силовых радиочастотных цепях.
  4. Электрическое напряжение – электростатический разряд , сильные электромагнитные поля ( HIRF ), фиксирующееся перенапряжение , перегрузка по току.

отказов механических Механизмы

  1. матрицы Излом – из-за несоответствия коэффициентов теплового расширения.
  2. при прикреплении штампа Пустоты – производственный дефект – можно выявить с помощью сканирующей акустической микроскопии.
  3. Разрушение паяного соединения из-за ползучести или интерметаллических трещин.
  4. Расслоение матрицы/формовочной массы из-за термоциклирования

отказов, вызванных воздействием среды окружающей Механизмы

  1. Влияние влажности – поглощение влаги корпусом и контуром.
  2. Водородные эффекты – пробой частей цепи, вызванный водородом (металл).
  3. Другие температурные эффекты — ускоренное старение, усиление электромиграции с температурой, усиление выгорания.

См. также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Документы AEC
  2. ^ «AEC Q001» (PDF) .
  3. ^ «Д.В. Прайс и Р.Дж. Ратерт (KLA-Tencor Corp.). «Наиболее известные методы контроля скрытых дефектов надежности на предприятиях по производству полупроводников 90–14 нм». Девятнадцатый ежегодный семинар по надежности автомобильной электроники. Нови, Мичиган. Апрель 2017 г.» .
  4. ^ Сайкс, Боб (июнь 2010 г.). «Зачем тестировать облигации?» . Журнал Global SMT & Packaging.

Библиография [ править ]

Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 6db9d9b8195bca210f67bcd24b42bbc1__1709703540
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/6d/c1/6db9d9b8195bca210f67bcd24b42bbc1.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Reliability (semiconductor) - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)