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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: ) p" U* V! Y$ h2 E
(1)电子产品(设备)的复杂程度在不断增长 " g8 S3 Z- ~0 d# s9 U
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。
  [+ y" A  W" h! N4 C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。
. x9 ^+ p" g( |! p& F7 z0 G# {* L$ N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。
/ V6 I8 z5 L1 R2 c: G! [8 U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%。
, \+ @' m0 X- V  o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。 " b+ _+ [; k3 K8 ^3 H4 i
(2)电子设备的使用环境日益严酷 " `+ X- Z/ v: {
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。
* W/ m7 m) g: z" c0 P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。 0 ]% L+ V; Y/ X: d1 e* }9 E- ~
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。 " U8 s% j  N/ E+ l5 G6 e
(3)电子产品的装置密度在不断增长   D6 h2 L+ N6 H3 b6 l+ B
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。
: Y* z7 L5 v# Q) S  I- @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。
2 m1 H( g& f- w1 V# ~
7 ^8 I+ x2 p8 r% B1 q* T6 M1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. & p; \2 p% [+ ^9 l3 {6 j- x& v
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。 3 D" t. j+ W1 q
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 * }, I' y( }8 i/ ^* d. k' 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
1 m+ K+ Z0 A2 _IC的奇怪ESD试验现象: v" _, P' p( x0 i% r

% [1 J- g. e4 W1 `2 x* `) k$ Q8 h* _
对某IC进行ESD试验,发现可重复的现象。7 {3 W) X  f, c% o) `8 y  r
芯片不同组电源地Vss1、Vss2之间,相互ZAP,当:* M/ A: b4 x# ~/ }
A、 Vss1 ZAP Vss2  +2000V  Failure;6 o: Z5 K, Z8 R1 f. T
B、 Vss1 ZAP Vss2  -2000V  Pass;
$ ]8 V  c  J0 K+ {$ x$ e  Z3 GC、 Vss2 ZAP Vss1  +2000V  Failure;+ N3 ]) \2 w1 R( h, n& {
D、 Vss2 ZAP Vss1  -2000V  Pass。
) b# i0 X# ]' c# U4 Z0 T3 h, V分析发现:" Z' ]+ C3 {! f
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?
* p5 h: P- |; u( P. w% y1 R" U# B请高人指点。
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