集成電路可拿性是指.在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時問內(nèi),集成電路完成規(guī)定功能的能力。可通過可靠度、失效率、平均無故障工作時間、平均失效時間等來評價集成電路的可靠性??煽啃园途眯?、可維修性和設(shè)計可靠性三大要素????
集成電路可靠度的計算公式為 R(t)=1-F(t)
式中,R(t)是可靠度函數(shù),為t時刻集成電路正常工作的概率;F(t)是累積失效分布函數(shù),即隨機選定的集成電路在t時刻失效的概率。
可靠性具有綜合性、時間性和統(tǒng)計性的特征。為了量化可靠性這一概念,一般用乎均失效時間 (Mean Time to Failure, MTTF),即第一次失效的平均時間,來表征集成電路的壽命,即

式中,f(t)為壽命分布模型,是0到無窮大的時間范圍內(nèi)的概率密度函數(shù)。
F(t)與f(t)的數(shù)學(xué)關(guān)系為

封裝可靠性是集成電路可靠性研究中的重要方面。封裝可靠性研究主要包括封裝設(shè)計、封裝工藝、封裝材料等方面的改進、優(yōu)化、優(yōu)選,以及檢測方法、試驗方法、應(yīng)用研究等,其目的是為了保證集成電路的可靠性。在新的封裝結(jié)構(gòu)、封裝工藝和封裝材料對可靠性的影響尚不明晰的情況下,需發(fā)展新的可靠性理論,研究新的可靠性機制,應(yīng)用先進的失效分析手段,對電路的可靠性進行分析、模擬、評估和改進,以實現(xiàn)對產(chǎn)品可靠性壽命的準確預(yù)測。對于集成了多種功能的封裝體,在開發(fā)新產(chǎn)品或改進產(chǎn)品的過程中,需進行封裝可靠性試驗.完成可靠性監(jiān)測統(tǒng)計,確定試驗監(jiān)測的潛在失效機理。
封裝缺陷和失效是影響封裝可靠性的主要原因。在機械、熱 化學(xué)或電氣等的作用下,集成電路性能降低;當產(chǎn)品的性能參數(shù)和特征超出可接受的范圍時,認為其發(fā)生失效。封裝缺陷會加速封裝失效和集成電路功能的失效,而失效導(dǎo)致的結(jié)果通常是無法預(yù)料的。封裝缺陷在制造和組裝過程中隨機發(fā)生,可能發(fā)生在其中的任何階段,包括芯片鈍化、芯片黏結(jié)、引線鍵合、引腳成型等??煽啃匝芯康闹饕獙ο笫侨毕莺褪Оl(fā)生的位置、類型和潛在來源。由于封裝體易受各種缺陷和失效影響,因此必須通過試驗和仿 真分析確定失效的主要因素(常使用物理模型、數(shù)值參數(shù)法和試差法等方法進行失效預(yù)測),并通過加速試驗驗證鑒別器件的失效周期。在生產(chǎn)過程中,可通過控制工藝參數(shù)、改進封裝材料和優(yōu)化封裝參數(shù)設(shè)計來降低封裝的失效率。
對封裝的可靠性評估主要在集成電路封裝的認證過程中完成。認證過程包括虛擬認證、產(chǎn)品認證和量產(chǎn)認證。其中,虛擬認證是基于失效物理模型(即基于失效機理和失效時間預(yù)計,用于失效物理可 靠性預(yù)測的數(shù)字/分析模型)的預(yù)計壽命來進行的,產(chǎn)品認證包含制造樣品的物理試驗和可靠性估計的加速試驗。隨著失效分析技術(shù)的發(fā)展,可靠性評價從基于外場數(shù)據(jù)失效率評估,演變到考慮封裝特性和負載應(yīng)力的基于失效物理模型的預(yù)計。對于特定載荷條件下產(chǎn)生的特定失效機理,可靠性由確定失效部位的失效時間 (Time to Failure,TTF) 來確定。對于失效部位的TTF 決定的可靠性,可通過失效部位、應(yīng)力輸人和失效模式進行評估和報告。電氣電 子工程師學(xué)會 IEEE 1413.1-2002 標準給出了電子系統(tǒng)或設(shè)備的可靠性預(yù)計流程框架,其中包含可靠性預(yù)計報告必須涵蓋的內(nèi)容。
責(zé)任編輯:彭菁
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原文標題:集成電路封裝可靠性定義,積體電路封裝可靠性定義,Definition of IC Package Reliability
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