La vita moderna è diventata sempre più dipendente dai circuiti integrati. Dai telefoni cellulari di consumo all'industria dei veicoli elettrici, i circuiti integrati sono inseparabili. In futuro, i prodotti integrati si svilupperanno verso processi con dimensioni più piccole e circuiti più fini. Tuttavia, poiché i requisiti di qualità diventano sempre più sempre più rigorosi, gli standard e i requisiti di affidabilità stanno diventando sempre più dettagliati. Poiché il processo e le fasi di produzione dei circuiti integrati sono molto complessi e ci sono molte variabili che influenzano le prestazioni del prodotto, i test di affidabilità sono molto importanti. per quanto riguarda l'affidabilità, la definizione generale è quanto tempo impiega perché si guasti in condizioni di utilizzo normale.
CIRCUITO INTEGRATO Tre fasi di fallimento del prodotto
Generalmente CIRCUITO INTEGRATO A seconda del tasso di guasto, i prodotti possono essere suddivisi in tre fasi caratteristiche, note anche come curva di affidabilità della vasca da bagno. ( immagine 1) :
Figura 1 curva della vasca da bagno
- La prima fase Mortalità infantile : Rappresenta il processo in cui il tasso di guasto di un prodotto diminuisce rapidamente da un punto elevato nelle prime fasi di utilizzo. Il motivo potrebbe essere dovuto a una progettazione inadeguata del prodotto o del processo. Poiché rappresenta una piccola parte della popolazione totale, vedrai Curva di fallimento in forte declino , come accennato in precedenza, poiché il processo di produzione sta diventando sempre più complesso, come ridurre il tasso di guasto precoce 0 Questo non è più possibile e i clienti non vogliono ricevere questo prodotto, quindi di solito è necessario come filtrare questi prodotti prematuri Utilizzando il campo elettrico e la temperatura per fare esperimenti di vita accelerata, i cosiddetti bruciare processo, se la fonderia di wafer può utilizzare test elettrici durante la fase di produzione dei wafer, può anche escludere questi primi prodotti difettosi.
- seconda fase Vita normale : Questa è la fase di utilizzo effettivo del prodotto. Il tasso di guasto in questa fase è il più basso. Potrebbe essere causato da guasti a breve termine causati da interferenze elettriche, difetti esterni casuali o persino da un filtraggio incompleto nelle fasi iniziali. prodotto causato
- La terza fase è Usura , in condizioni di utilizzo normale del prodotto, il prodotto reale raggiungerà lentamente il limite di utilizzo e il tasso di guasto inizierà ad aumentare. Infine, sulla base dei dati raccolti, definiremo la durata di affidabilità e confermeremo se può soddisfare le esigenze dei clienti .
CIRCUITO INTEGRATO Problemi comuni di affidabilità del prodotto, le differenze principali sono: CIRCUITO INTEGRATO Componenti e CIRCUITO INTEGRATO Principalmente imballaggio, CIRCUITO INTEGRATO Problemi comuni dei componenti come il collasso dello strato di ossido (decomposizione dell'ossido) , che può causare dispersione di corrente, persino cortocircuito o guasto parziale della linea, oltre all'iniezione di vettore caldo (Iniezione di vettore caldo, HCI) ,di MOSFET Come elemento di commutazione, se i portatori di elettroni fuoriescono dal normale percorso del flusso, le caratteristiche dell'interruttore cambieranno e si verificherà una situazione instabile, pertanto può essere analizzata come tensione critica e conduttività. (transconduttanza) Il processo di decadimento di altri parametri nel tempo; per quanto riguarda l'affidabilità dell'imballaggio, la maggior parte è causata dai materiali di imballaggio e dai processi di produzione, quindi è comune utilizzare test del ciclo di temperatura, utilizzando test del ciclo ad alta e bassa temperatura per vedere se c'è sgommatura o cambiamenti nelle proprietà elettriche. Inoltre, anche i test ad alta velocità e ad alta tensione sono uno dei test comuni, ed è anche comunemente visto nell'affidabilità del veicolo, come ad esempio CIRCUITO INTEGRATO Il test dei pacchetti è simile al test di affidabilità.
Analisi di affidabilità mediante metodi statistici
Quanto segue introduce principalmente JMP Piattaforma di analisi dell'accelerazione dell'affidabilità, questa piattaforma può ottenere la durata del guasto del prodotto in condizioni più severe e può calcolare la durata del guasto in condizioni normali. Ecco un esempio Metodi statistici per l'affidabilità dei dati del Dr. Meeker e il Dott. Escobar, John Wiley & Figli, 1998 , vogliamo comprendere il collasso dei dielettrici e fare esperimenti accelerati sotto date tensioni diverse. (100,3, 122,4, 157,1, 219,0, kV) , voglio sapere del 50 kV Qual è la durata? Innanzitutto, la durata e la tensione sono presentate sotto forma di un asse lineare ( immagine 2) , si può osservare che man mano che la tensione diventa più forte, la durata della vita si riduce e la dispersione della durata della vita sotto ciascuna tensione è ovviamente diversa.
figura 2 Coordinate lineari
Quindi converti gli assi in logaritmi - Presentazione logaritmica ( immagine 3) , l'intervallo di dispersione sotto ciascuna tensione diventerà vicino, quindi quando si utilizzano esperimenti accelerati per l'analisi, i dati devono essere convertiti prima di poter applicare l'analisi del modello lineare. Quindi, quando si stima la vita in condizioni normali utilizzando la tensione, sarà più accurato .
immagine 3 logaritmo - Coordinate logaritmiche
Utilizzando la piattaforma di analisi accelerata dell'affidabilità, si può osservare che alla tensione = 219kV Quando , alcuni punti deviano dalla linea retta adattata, ma la maggior parte di essi cade comunque sulla linea. Pertanto, utilizzando la distribuzione normale logaritmica è possibile ottenere buoni risultati di adattamento con una pendenza fissa. ( immagine 4) ,
Figura 4 Raccordo di distribuzione
E secondo JMP Il modello selezionato è un modello di regressione a tre parametri. La tensione influenzerà in modo significativo le prestazioni della durata della vita, sebbene i modelli con parametri di posizione e scala diversi non siano molto diversi dal modello di regressione. ( immagine 5) , puoi raccogliere alcuni altri set di dati per la verifica successiva e infine archiviare la formula di previsione. ( immagine 6) ,
Figura 5 Risultati della selezione del modello
immagine 6 Formula di previsione
Se il modello è verificato correttamente, è possibile aggiungere tensione = 50kV La curva di distribuzione sotto ( immagine 7) ,Imparare 10% , 50% , 90% La posizione in cui il quantile fallisce, oppure inserisci il valore corrispondente direttamente nel modulo ( immagine 8) o con Profilo( immagine 9) Si può concludere qual è la probabilità di fallimento.
Figura 7 Grafico a dispersione
Figura 8 Tabella dati probabilità di guasto
Figura 9 Profilo
Durante l'adattamento del modello, la conversione dei dati può rendere più semplice l'utilizzo di modelli lineari per la stima, riducendo la deviazione o l'eccessiva variazione nella stima del modello di curva. Inoltre, dopo la conversione della scala dei dati, è più semplice osservare e confermare la situazione di adattamento dei dati. E puoi confrontare le differenze di modello dei diversi effetti e selezionare un modello adatto.Infine, la formula di stima e Profilo A fini di previsione.
Informazioni di riferimento:
- semiconduttore CIRCUITO INTEGRATO Affidabilità del prodotto Fisica e ingegneria statistica Seconda edizione
- JMP video in linea : https://www.jmp.com/en_in/events/ondemand/best-practices-in-reliability-data-analysis/accelerated-life-testing.html
- fonte : http://reliawiki.com/index.php/Inverse_Power_Law_(IPL)-Lognormal_Model
