La dépendance de la vie moderne vis-à-vis de l'IC est devenue de plus en plus profonde. Des téléphones portables grand public à l'industrie des véhicules électriques, l'IC ne peut être séparé de l'IC. À l'avenir, les produits IC se développeront vers des lignes plus petites et plus fines. Cependant, à mesure que les exigences de qualité deviennent de plus en plus strictes, les normes et les exigences de fiabilité sont de plus en plus raffinées.Parce que le processus de fabrication et les étapes de fabrication des circuits intégrés sont très complexes et que de nombreuses variables affectent les performances des produits, les tests de fiabilité sont très importants.Comme en ce qui concerne la fiabilité du produit, la définition générale C'est le temps qu'il faut entre une utilisation normale et une panne.
CI Trois étapes de défaillance du produit
d'habitude IC Le produit peut être divisé en trois étapes caractéristiques en fonction des différents taux de défaillance, c'est-à-dire le graphique de la courbe de la baignoire avec une fiabilité bien connue. ( image 1) :
Figure 1 courbe de la baignoire
- Le premier stade Mortalité infantile : Représente un processus dans lequel le taux d'échec du produit chute rapidement à partir d'un point élevé au début de l'utilisation. La raison peut être due à une mauvaise conception du produit ou à la conception du processus. Parce qu'il ne représente qu'une petite partie de la population totale, ça se verra courbe de rupture abrupte , comme mentionné ci-dessus, parce que le processus devient de plus en plus compliqué, comment réduire le taux d'échec de la mort précoce à 0 Il est peu probable que cela soit réalisé, et les clients ne veulent pas recevoir ce produit, alors comment filtrer ces produits prématurés, généralement En utilisant le champ électrique et la température pour faire des expériences de vie accélérées, le soi-disant rodage Si la fonderie peut utiliser des tests électriques au stade de la fabrication des tranches, ces produits défectueux à un stade précoce peuvent également être éliminés.
- Deuxième étape Vie normale : C'est-à-dire l'étape d'utilisation réelle du produit. Le taux de défaillance à cette étape est le plus bas, ce qui peut être causé par une défaillance à court terme causée par des interférences électriques, ou causée par des défauts externes aléatoires, ou même un filtrage incomplet dans le stade précoce de la mort produit causé
- La troisième étape est Épuisé , Dans des conditions normales d'utilisation du produit, le produit réel atteindra progressivement la limite d'utilisation et le taux de défaillance commencera à augmenter.Enfin, selon les données collectées, définissez la durée de vie de la fiabilité et confirmez s'il peut répondre aux besoins des clients .
IC Problèmes de fiabilité courants des produits, la principale différence est IC composants avec IC L'emballage est le principal IC Problèmes de composants courants tels que l'effondrement de l'oxyde (dégradation des oxydes) , peut entraîner un courant de fuite, voire provoquer un court-circuit ou une défaillance partielle de la ligne. (Injection de porteurs chauds, HCI) ,par MOSFET En tant qu'élément de commutation, si les électrons sortent du chemin d'écoulement normal, cela entraînera un changement des caractéristiques du commutateur, entraînant une situation instable, de sorte qu'il peut être analysé comme la tension critique, la conductivité (transconductance) Le processus de décomposition d'autres paramètres au fil du temps ; en ce qui concerne la fiabilité de l'emballage, la majeure partie est causée par le matériau et le processus d'emballage, il est donc courant, comme le test de cycle de température, d'utiliser un test de cycle à haute et basse température pour voir s'il y a dégommage ou s'il y a un changement dans les propriétés électriques, en plus du test à haute vitesse à haute tension est également l'un des tests courants, et il est souvent observé dans la fiabilité des véhicules tels que CI Les tests de package sont similaires aux tests de fiabilité.
Analyse de fiabilité à l'aide de méthodes statistiques
La suite présentera principalement JMP Plate-forme d'analyse d'accélération de fiabilité, cette plate-forme peut obtenir la durée de vie d'une défaillance du produit dans des conditions plus sévères et peut calculer la durée de vie d'une défaillance dans des conditions normales, puis citer un exemple Méthodes statistiques pour les données de fiabilité par Dr. Meeker et Dr. Escobar, John Wiley & Fils, 1998 , on veut comprendre le claquage du diélectrique et faire des expériences accélérées à différentes tensions données (100,3, 122,4, 157,1, 219,0, kV) , vous voulez en savoir plus sur 50kV Quelle est la vie sous ( image 2) , on peut observer que lorsque la tension est plus forte, la durée de vie est plus courte et la dispersion de la durée de vie sous chaque tension est significativement différente.
Figure 2 Coordonnées linéaires
Convertissez ensuite les axes en logarithmes - Présentation logarithmique ( image 3) , la plage de dispersion sous chaque tension deviendra proche, donc lorsque l'expérience accélérée est utilisée pour l'analyse, les données doivent être converties pour appliquer l'analyse du modèle linéaire, puis il sera plus précis d'estimer la durée de vie dans des conditions normales d'utilisation Tension.
image 3 logarithme - coordonnées logarithmiques
En utilisant la plate-forme d'analyse de l'accélération de la fiabilité, il peut être observé à la tension = 219kV Lorsque , quelques points sont décalés par rapport à la ligne droite ajustée, mais la plupart d'entre eux tombent toujours sur la ligne, de sorte que la distribution normale logarithmique peut obtenir un bon effet d'ajustement avec une pente fixe ( image 4) ,
Figure 4 raccord de distribution
Et selon JMP Le modèle sélectionné est un modèle de régression à trois paramètres, et la tension affectera de manière significative les performances de la vie, bien que les modèles avec des paramètres de position et d'échelle différents ne soient pas significativement différents du modèle de régression. ( image 5) , vous pouvez collecter plusieurs autres ensembles de données à vérifier, et enfin stocker la formule de prédiction ( image 6) ,
Figure 5 Résultats de la sélection du modèle
image 6 formule de prédiction
Si le modèle est vérifié correctement, il peut être ajouté à tension = 50kV La courbe de distribution ci-dessous ( image sept) ,apprendre dix% , 50% , 90% La position où le quantile échoue, ou entrez la valeur correspondante directement dans le tableau ( image 8) , ou avec Profil( image 9) Quelle est la probabilité d'échec.
Figure 7 Nuage de points
Figure 8 Fiche de données sur la probabilité de défaillance
Figure 9 Profil
Lors de l'ajustement du modèle, la transformation des données peut faciliter l'utilisation du modèle linéaire pour estimer, en réduisant l'écart de l'estimation du modèle de courbe ou l'occurrence d'une variation excessive. Après avoir ajouté la transformation d'échelle des données, il est plus facile d'observer et de confirmer la ajustement des données. JMP Et peut comparer les différences de modèle de différents effets et sélectionner un modèle approprié, et enfin fournir la formule estimée et Profil pour la prévision.
Informations de référence:
- semi-conducteur CI Fiabilité des produits Physique statistique et ingénierie deuxième édition
- JMP vidéo internet : https://www.jmp.com/en_in/events/ondemand/best-practices-in-reliability-data-analysis/accelerated-life-testing.html
- la source : http://reliawiki.com/index.php/Inverse_Power_Law_(IPL)-Lognormal_Model
