La dependencia de la vida moderna en IC se ha vuelto cada vez más profunda. Desde los teléfonos móviles de consumo hasta la industria de vehículos eléctricos, IC no puede separarse de IC. En el futuro, los productos IC se desarrollarán hacia un tamaño más pequeño y líneas más finas. Sin embargo, a medida que los requisitos de calidad se vuelven más cada vez más estrictos, los estándares y los requisitos de confiabilidad son cada vez más refinados. Debido a que el proceso de fabricación y los pasos de la fabricación de circuitos integrados son muy complejos y hay muchas variables que afectan el rendimiento de los productos, las pruebas de confiabilidad son muy importantes. en lo que respecta a la confiabilidad del producto, la definición general es cuánto tiempo pasa desde el uso normal hasta la falla.
CI Tres etapas de falla del producto
por lo general CI El producto se puede dividir en tres etapas características según las diferentes tasas de falla, es decir, el gráfico de la curva de la bañera con una confiabilidad conocida. ( imagen 1) :
Figura 1 curva de la bañera
- El primer escenario Mortalidad infantil : representa un proceso en el que la tasa de fallas del producto cae rápidamente desde un punto alto en la etapa inicial de uso. La razón puede deberse a un diseño deficiente del producto o del proceso. Debido a que representa una pequeña parte de la población total, se verá curva de falla de caída empinada , como se mencionó anteriormente, debido a que el proceso se está volviendo cada vez más complicado, cómo reducir la tasa de fracaso de muerte prematura a 0 Es poco probable que se logre, y los clientes no quieren recibir este producto, entonces, ¿cómo filtrar estos productos prematuros, por lo general? Usar el campo eléctrico y la temperatura para hacer experimentos de vida acelerada, los llamados quemado Si la fundición puede usar pruebas eléctricas en la etapa de fabricación de obleas, estos productos defectuosos en etapa temprana también pueden descartarse.
- Segunda etapa Vida normal : Es decir, la etapa de uso real del producto. La tasa de fallas en esta etapa es la más baja, lo que puede ser causado por fallas a corto plazo causadas por interferencias eléctricas, o causadas por defectos externos aleatorios, o incluso por algún filtrado incompleto en la etapa temprana de la muerte producto causado
- La tercera etapa es Desgaste , Bajo el uso normal del producto, el producto real alcanzará gradualmente el límite de uso y la tasa de fallas comenzará a aumentar.Finalmente, de acuerdo con los datos recopilados, defina la vida útil de confiabilidad y confirme si puede satisfacer las necesidades de los clientes .
CI Problemas comunes de confiabilidad de los productos, la principal diferencia es CI componentes con CI El embalaje es el principal CI Problemas comunes de los componentes, como el colapso del óxido (descomposición del óxido) , puede provocar una fuga de corriente o incluso provocar un cortocircuito o un fallo parcial de la línea. Además, la inyección de portador caliente (Inyección de portador caliente, HCI) ,por MOSFET Como elemento de conmutación, si los electrones se quedan fuera de la ruta de flujo normal, hará que las características del interruptor cambien, lo que dará como resultado una situación inestable, por lo que se puede analizar como voltaje crítico, conductividad (transconductancia) El proceso de descomposición de otros parámetros a lo largo del tiempo; en cuanto a la confiabilidad del empaque, la mayor parte es causada por el material y el proceso de empaque, por lo que es común, como la prueba del ciclo de temperatura, usando la prueba del ciclo de alta y baja temperatura para ver si hay desgomado o si hay algún cambio en las propiedades eléctricas, además de la prueba de alto voltaje de alta velocidad también es una de las pruebas comunes, y a menudo se ve en la confiabilidad del vehículo, como CI La prueba de paquetes es similar a la prueba de confiabilidad.
Análisis de confiabilidad usando métodos estadísticos
A continuación se introducirá principalmente JMP Plataforma de análisis de aceleración de confiabilidad, esta plataforma puede obtener la vida útil de la falla del producto en condiciones más severas y puede calcular la vida útil de la falla en condiciones normales y luego citar un ejemplo Métodos estadísticos para datos de confiabilidad por el Dr. Meeker y el Dr. Escobar, John Wiley & Sons, 1998 , queremos comprender la ruptura del dieléctrico y hacer experimentos acelerados a diferentes voltajes dados (100,3, 122,4, 157,1, 219,0 kV) , quiero saber sobre el 50kV ¿Qué es la vida debajo? ( imagen 2) , se puede observar que a medida que el voltaje es más fuerte, la vida es más corta y la dispersión de vida bajo cada voltaje es significativamente diferente.
Figura 2 Coordenadas lineales
Luego convierte los ejes a logaritmos - presentación logarítmica ( imagen 3) , el rango de dispersión bajo cada voltaje se acercará, por lo que cuando se usa el experimento acelerado para el análisis, los datos deben convertirse para aplicar el análisis del modelo lineal, y luego será más preciso estimar la vida en condiciones normales de uso Voltaje.
imagen 3 logaritmo - coordenadas logarítmicas
Usando la plataforma de análisis de aceleración de confiabilidad, se puede observar a un voltaje = 219kV Cuando , algunos puntos están desplazados de la línea recta ajustada, pero la mayoría de ellos aún caen en la línea, por lo que la distribución normal logarítmica puede tener un buen efecto de ajuste con una pendiente fija ( imagen 4) ,
Figura 4 accesorio de distribución
Y según JMP El modelo seleccionado es un modelo de regresión de tres parámetros, y el voltaje afectará significativamente el rendimiento de la vida, aunque los modelos con diferentes parámetros de posición y escala no son significativamente diferentes del modelo de regresión. ( imagen 5) , puede recopilar varios conjuntos de datos más para verificar y, finalmente, almacenar la fórmula de predicción ( imagen 6) ,
Figura 5 Resultados de la selección del modelo
imagen 6 fórmula de predicción
Si el modelo se verifica correctamente, se puede agregar en voltaje = 50kV La curva de distribución a continuación ( imagen 7) ,aprender 10% , 50% , 90% La posición donde falla el cuantil, o ingrese el valor correspondiente directamente en la tabla ( imagen 8) , o con Perfil( imagen 9) Cual es la probabilidad de falla.
Figura 7 Gráfico de dispersión
Figura 8 Hoja de datos de probabilidad de falla
Figura 9 Perfil
Al ajustar el modelo, la transformación de datos puede facilitar el uso del modelo lineal para estimar, reduciendo la desviación de la estimación del modelo de curva o la ocurrencia de una variación excesiva.Después de agregar la transformación de escala de datos, es más fácil observar y confirmar la ajuste de datos JMP Y puede comparar las diferencias del modelo de diferentes efectos y seleccionar un modelo adecuado, y finalmente proporcionar la fórmula estimada y Perfil para la previsión.
Informacion de referencia:
- semiconductor CI Confiabilidad del producto Física estadística e ingeniería Segunda edición
- JMP vídeo web : https://www.jmp.com/en_in/events/ondemand/best-practices-in-reliability-data-analysis/accelerated-life-testing.html
- fuente : http://reliawiki.com/index.php/Inverse_Power_Law_(IPL)-Lognormal_Model
