为例讲明了其高温动态老化的一般手腕。针对半导体芯片高温动静老化(Dynamic Burn-in)及老化中尝试(Test-During-Burn-In)的更高须要,文章严密介绍了
连年来,半导体芯片在国内和国际上的感导力越来越大。一目了然,半导体是电子产品的基石,被誉为“工业粮食”。且自,中原是寰宇上最大的芯片市场,每年必要大宗量进口芯片。2020年中原进口芯片超2.4万亿,比较之下,2020年火油原油进口总额约为1.22万亿,意味着国内芯片进口领域领先了石油一倍,已经是国内进口范畴最大的行业之一。
随着讯歇工夫的迅猛开展,半导体集成电叙成为战略军器体系、航空航天电子建设、财富卖力、汽车电子等科技范畴的中央部件,集成电路的的确性成为制约各行各业硬件举措可靠性的症结要素,其紧要性乃至不亚于集成电路的电气机能指标本人。
由于集成电途坐蓐过程组织工致、工艺庞杂、经过繁琐,弗成遏制地会在分娩过程中留下潜在缺陷,使器件的可靠性程度不能抵达调整仰求,保存诸多真实性标题。怎么尽早使集成电叙的滞碍暴暴露来,在利用前将其筛出,是发展芯片行使实在性的严重花招。老化试验就是将产品早期阻滞剔除的无损考查魔术。
半导体器件的切实性和表率寿命通常能够用浴盆曲线)。这是一个产品寿命随岁月的挪动图形,如图所示由三个症结工夫组成。第一个时候是早期失效期,特点是产品失效能出发点值很高,随后急速颓丧。这短暂期的失效厉重是由产品调度、材料、工艺或制造进程中的破绽和舛错引起的。第二个时分寻常应用期内的失效是随机失效,失效能低且相对恒定。第三个时间失功用逐步放大,这是由于疲倦而导致的亏损失效。
实习表明,假如在加载额定电气条件的同时先进老化温度(如:125℃),就能使缺陷加速暴露而在较短年光(如:48小时)内闪现早期失效,这就是所谓的高温老化。集成电途的高温老化尝试对集成电路的实在性起着极为症结的作用。
老化试验的计划主要是剔除有漏洞的、也许产生早期失效的产品,是一种无损的筛选考核时间。老化筛选可以保证电子元器件的质料,将历程老化筛选的器件用到电子修造上,无疑能减弱妨碍,进取整机的质地。
静态老化和动静老化,静态老化是指被测器件纵然被加上了电源偏置,然而其里面晶体管没有手脚起来。只有被测器件内中晶体管行为起来的老化,才被称为动态老化,是现在最通用的老化考查时间。这种老化又分为动态激起老化和功能性老化。动态引发老化由差异频率的时钟信号对被测器件进行动态引发,性能性老化则是效仿实际行使情状对被测器件施加标记。功能性老化考核能使被测器件更多的内中节点举动起来,被觉得是探测有破绽器件的一种更好的手段。
老化中尝试TDBI(Test-During-Burn-In),是指将老化与电本能测试有机地连结在一讲的法子。TDBI苦求在全面老化练习历程中能够检测老化板上每一个器件扫数管脚的输入激励标识和输出暗记。对被测器件进行性能性老化,对老化所使用的仪器建造要求非常高,既有试验设置的功能又有老化配置的机能,费用格外高贵。但是由于该技术自己所具有的优势,依旧被业界许多厂家所采取。分外是针对片刻复杂的VLSI,TDBI可以供应多种芜乱标志及向量集,包管老化结果。能优化老化时间,当失出力抵达加强水平后,就已矣老化,由于每批器件的老化年华粗略相距甚远,可以俭省可观的本钱。可确切地检测滞碍至单元级,由此可举行失效机理分解以革新创造工艺。可检测到“可回复性”打击,某些器件在老化历程中失效,但在冷却时又收复并能过程后续的电尝试,惟有TDBI能检测这类器件罅隙。
集成电途老化尝试是在封装后举办的加速寿命考试,主要包罗在高温高压要求下举行的电压测验,电流测验,时序性格测验和本能尝试等。大范围集成电路老化手艺与传统的电子元器件老化技术从底子上来说,其理由和作用一样,但由于大范围集成电路的本能卓殊庞杂,接纳什么样的向量对其举行老化利害常毒手的,但又是卓殊合头的。普通景况下,忽略被测器件的集体构造,仅从功能上探究老化向量集,以确定被测器件是否能确凿地实践其职能。如下将以FPGA和DSP两类常见的大周围数字芯片为例来证据其通常老化要领。
扫描链尝试(Scan Test)和内修自尝试(Built-in Self Test),即经由外部激发向量或芯片内里自运行老化考试步骤模块化、宗旨化地验证聚集及时序逻辑以及各本能模块。引发向量和测验秩序尽也许仿制骨子职责状态,使电路内部的逻辑单元都有机缘取得翻转,告竣高笼罩率。老化机台及被老化芯片凡是根据如下的老化历程(图2)。
发端,老化机台设置老化芯片所需的各规格供电电源(DPS),并颠末其I/O口担当老化芯片加载老化实验规律,FPGA需外挂Flash加载顺序而DSP老化前需预烧录老化测验规律。规律加载竣事后,老化机台启动被老化芯片的老化测验历程。
最后,老化机台源委通信接口(如:SPI)获取被老化芯片老化实验罢了并担负结局单次老化历程。实际的老化考查(筛选)进程则是上述单次老化过程的循环实行并囊括周至的数据记载和告终关照。
集成电路的高温动态老化在海外紧要蚁集在集成电途创建厂及专业老化测验办事公司,其老化试验台专用性强、容量大但通用性差。在全部人国,集成电讲的老化筛选紧张群集在国家重心接洽所和整机厂进行二次老化筛选,哀求呼应的老化配置具有小批量、多品种的性子,即可能同时对多种差别范例、差别周围的集成电途进行老化筛选。
针对上述的额外必要,国内的确切性建造厂已自助开垦了三代集成电途高温消息老化编制,如90年代中期开辟的第3代老化台ELEA/BTI200系列等。随着集成电途产品的飞快发展,多管脚封装芯片、大规模微统辖器及大容量保管器的利用日益寻常,国内现有的集成电路老化系统已不能满意必要。此外,国军标(GJB)的贯彻推行也对集成电谈的高温动态老化提出了新的要求和表率。
针对前述高温动静老化(Dynamic Burn-in)及老化中试验(TDBI)的需求,浙江杭可仪器有限公司顺遂研发出新一代大周围集成电说老化尝试机台LSIC2000(图3)。该机台通盘兼容和对标国际进步机型,并具有清楚的性价比优势,成为国内半导体先辈设置国产替代的最佳弃取。
高温老化考察仍然是权且最卓有成效的保证集成电路芯片质量和真实性的筛选方法。静态老化对待大范围集成电叙而言有鲜明的破绽和不敷,于是动态老化及老化中实验是料理这一题目的症结办法。
新一代国产老化试验机台LSIC2000以大规模集成电路为老化器械,能餍足高温动静老化及老化中尝试的高端需求,所有兼容和对标国际超越机型,为半导体先进开发国产交换供应了最佳选择。
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