电子元器件选择与应用对整机可靠性影响的研究.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 中国芯片制造行业已经开始向国际先进行 列迈进。与此同时，封装技术也有了长足的进 步。传统封装形式：如DIP、SOP、QFP等都 已大批量生产，同时随着跨国公司来华投资设厂和现有封装企业的改造升级，PGA、BGA、MCM等新型封装形式已开始形成规模生产能力。国内各IC设计企业的技术开发实力也有显著的提高，并已经取得多项掌握核心技术的研发成果。2000年以来，以“龙芯”等为代表的国产CPU、中国华大、大唐微电子等开发的第二代身份证卡芯片、中星微电子的“星光”系列音视频解码芯片、展讯通信的GSM/GPRS基带处理芯片和TD-SCDMA手机核心芯片等大量国内具有自主知识产权的产品研制成功并投向市场，标志着国内集成电路设计业的设计水平已经开始步入世界先进行列。 元器件可靠性保证大纲 根据GJB450A-2004《装备可靠性工作通用要求》 要求承制方要制定元器件大纲。 元器件保证大纲一般应具备以下几个方面的内容： （1）根据整机系统的使用要求 （2）要规定各种元器件的质量等级要求 （3）对关键件、重要件要由总师组织有关人员进行充分论证 （4）对新型元器件要经过认真分析并经环境实验最后经评审确定 （5）要根据整机可靠性予计要求，制定出各种元器件的详细降额要求 （6）要指定出需要进行二次筛元器件的筛选条件 （7）要建立元器件信息反馈系统 （8）要建立元器件质量控制领导小组 二．设计原因 可靠性是设计出来的,可靠性设计决不 是只进行可靠性予计，可靠性予计的主要 目的是及早发现某些单元的缺陷，及时进行改进。 可靠性设计应包括元器件的选用、降额设计、容差与漂移设计、电磁兼容设计、热设计、三防设计、耐环境设计等。对电路设计师讲，不仅是保障电性能附合要求，而且要保障在规定的环境条件下的可靠性要求。环境条件却不只指温度，湿度及机械环境条件，而且还应包括电磁环境，例如我们是否考虑了静电、电浪涌的影响。在器件’应用中是否保障了器件的输入和输出端的防护，对CMOS电路是否采用了防闩锁设计.对降额设计是否做到对可靠性有影的的参数进行了合理降额等.对以上问题质量部门是否做到了有效控制。 微电子器件的降额设计 电子元器件的降额系指使用中承受的应力低 于其额定值. 以达到延缓参数退化,增加寿命提高 可靠性的目的。电子元器件的可靠性，除采用热设计、三防设、容差与飘移设计等可靠性设计技术。对可靠性影响最大的是降额设计。 Ⅰ.微电子器件的降额 美国罗姆航空研究中心公布的1967-1971年集成电路现埸失效数据，由于超应力损伤约佔56.8%。在我国航天电子产品中，微电子器件由于超应力损伤约佔50-60%；造成失效的主要原因是有些电路设计师对微电子器最大额定值的概念模糊, 没能很好的掌握微电子器件的降额设计技术，造成器件超应力使用，下面首先介绍微电子器件最大额定值的概念及降额设计。 A.微电子器件的最大额定值概念 微电子器件的最大额定值是用来表明工艺. 材料能达 到的极限值,超过这个值器件就会受到损伤或失效。. 微电子器件的最大额定值是以大气环境温度为20度的连续直流条件为基础给定的,是为设计人员定提供在任何条件下都不能超过的极限值。. 最大额定值的类型： 一般半导体二极管: Icm. VR 一般半导体三极管: Pcm. Icm. BVceo. BVcbo. BVebo. 数字IC: 功耗.、 输出电流.、 结温.。 线性IC: 电源电压、输入电压、.输出电流、.功耗、结温.。 B.降额等级的分级 双极型数字电路电源电压须稳定的范围 模拟电路降额准则推荐用下表 双极型数字电路降额准则推荐用下表 在降额使用时应注意的问题 1． 要对可靠性有影响的电参数进行降额： 降额的目的是为了提高产品的可靠性，所以要对器件可靠性有影响的参数进行降额，降额参数请参阅后面表5-16、5-17各种器件的降额参数表。 2．对元器件的降额要遵循以下原则: a.降额要适度;元器件的降额使用必然增加了设备的体积、重量，提高了设备的成本，在整机设计时，应根据整机系统的重要程度、寿命要求、失效所造戏的危害程度及成本等综合权衡，制定岀一个最佳降额范围。过度降额有时不仅增加了设备的体积、重量，提高了设备的成本，而且也起不到提高可靠性的目的。有些器件过分降额可能影响器件的电性能及可靠性。例如 ，把大功率晶体管用于小电流状态下工作，对器件可靠性影响甚微，却降低了器件的放大性能；对于频率较低的电路如果采用