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[可靠性测试] 可靠性问题

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发表于 2008-9-26 17:25 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
广东安规检测
有限公司提供:
可靠性问题的提出是与电子工业迅速发展的以下三个特点分不开的:
% n4 Z7 _! b/ n) M. u; t% N(1)电子产品(设备)的复杂程度在不断增长 4 ?: L" N2 n2 q7 K
电子产品复杂程度的重要标志是所需元件的数量越来越多。例如美国轰炸机上的无线电设备的情况是:1921年前飞机上还没有无线电设备,1940年飞机上的电子设备只有一千多个,1950年B—47飞机上的电子设备发展到2万多个,1955年B—52飞机上达5万多个,1960年B—58飞机上发展到9万多个。
# d" F8 m# ^$ q$ [+ y. _目前,一般制导系统上仅计算机部分就有10万多个元件;一般反导弹系统仅雷达部分就有几十万个元件,整个系统元器件达几百万个。 " W  O( r  X' E1 p; k% U; t
一般说来,电子设备所用的元器件数量越多,其可靠性问题就越严重,对于串联系统来说,其设备可靠度为所用元器件可靠度的乘积。
% ?% ?$ K0 C7 I+ E* N6 ~' ?* ^设元件的可靠度为0.9,则2个串联为0.81,3个串联为0.729;设元件的可靠度为99.5%,则40个串联为83%,100个串联为60%。 5 e7 t! T0 ?7 @' G0 e7 J, s( w
若30万个元件组成系统,为确保系统可靠度为95%,要求每个元件的可靠度为99.9999%以上。现代化的复杂系统的电子元器件数量一般在上百万、上千万,对元器件可靠性要求更高。 ; S$ o, W5 N9 A1 K  |+ C0 a
(2)电子设备的使用环境日益严酷
! E2 p- M" J- _- R电子设备的使用地域从实验室到野外,从陆地到深海,从高空到宇宙空间,还有使用在热带、寒带、赤道、南北极(南极站)等地的。
$ y9 C+ e9 i; F, i各种不同地方的电子设备经受不同的环境条件。在坑道内,地温为一5~35℃;用于坦克中,要经受高温和振动;用于海上舰艇,要经受海水、盐雾、浪潮冲击等;用于宇宙空间,会受到宇宙粒子的辐射和振动加速度。
7 E* b6 R1 o. G一般说来,使用条件越严酷,产品失效的可能性就越大,所以对可靠性要求就越高。 9 z. W6 a4 c1 M9 c) ?7 F
(3)电子产品的装置密度在不断增长 1 J) w  c, U3 G- W+ h5 T+ ^! v
集成电路由SSI经MSI发展到LSI,VLSI,ULSI,装置密度不断增高,因而集成电路内部的环境温度上升,所以对可靠性的要求也不断提高。为此各国都建立了许多机构,研究提高器件的可靠性问题。 * G: Y" \# K( }' ?2 |, M  [
所谓可靠性是指半导体集成电路在一定的工作条件下(指一定的温度、湿度、机械振动、电压等)在一定的时间内能完成规定作用的几率。集成电路的可靠性通常用失效率来量度。+ @6 {/ j3 o# ]- W$ J7 E

3 @, |8 ^) k3 L: S1 ~; N( K* ^1非特表示10亿个产品在1小时内只允许有一个产品失效,或者说在1千小时内只允许有百万分之一的失效率.
1 A9 k! v4 u9 V5 v, s1 A通过对集成电路失效过程的分析,了解到早期失效阶段对集成电路的平均寿命影响很大,而早期失效主要是半导体集成电路有缺陷。如果通过短时间的筛选试验把有缺陷的集成电路淘汰掉,那么筛选后的集成电路就有更高的可靠性,所以筛选是提高集成电路可靠性的一个有效措施。
; }. ^9 W1 P1 G实际上,这个说法不十分确切,因为筛选只是去掉早期失效的电路,并不能从根本上提高这批电路的可靠性水平,实际上可靠性是产品所固有的,即这批电路的可靠性水平在 " N* A( C$ `: |9 J/ D6 L6 P- r, o
电路制造出来时已决定了。只有用最佳的电路版图设计,最好的工艺质量控制,才能制造出最可靠的电路来。其中设计奠定了可靠性的基础,而工艺则是保证。因此,应从设计和工艺两方面着手来提高电路的固有可靠性。下面着重介绍设计中提高可靠性的一些考虑(包括电路设计、版图设计和工艺设计三方面),而保证工艺质量控制的最有效的办法,是采用微电子测试图形技术
2 K( W& t6 o; t- WIC的奇怪ESD试验现象
6 S. ~: K% X* R/ C' l
% q% U& N. Q& }) l" U4 r6 ]/ r* }. ^1 S
对某IC进行ESD试验,发现可重复的现象。
0 f- K! S8 h2 j# {# R芯片不同组电源地Vss1、Vss2之间,相互ZAP,当:
6 ~; r* E. p9 U0 R2 r/ P9 BA、 Vss1 ZAP Vss2  +2000V  Failure;
4 P5 V# K2 r% v4 N6 OB、 Vss1 ZAP Vss2  -2000V  Pass;. W+ ^' `" G9 n, `* W* A2 k# _5 I% g" t
C、 Vss2 ZAP Vss1  +2000V  Failure;2 [9 P" x, z* r
D、 Vss2 ZAP Vss1  -2000V  Pass。! [6 I$ x3 }) P& m6 N
分析发现:
. a- w* g' w) s5 j2 D2 b. f( _" K& w抗ESD能力与所加的电压极性有关可以理解,但不可思议的与接地(ESD试验设备的地)位置有关,A和B时Vss2接地,C和D时Vss1接地。A、D是同一个泄放回路,B、C也是同一个泄放回路,而且泄放方向也相同,为什么结果不同?
* k# j$ H/ y7 M$ z请高人指点。
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