书"温度对微电子和系统可靠性的影响"中的一些结论!

panqunyang

前段时间看了本书,理论性比较强,发点书上的结论吧,有兴趣的可以讨论学习下!
在稳态温度作用下,使半导体特性发生变化的原因:
1,稳态温度影响半导体的特性,如电阻率,能导致热失效(如过电应力).
2,稳态温度影响半导体中的杂质(如离子玷污).从而影响器件的电功能或者电路参数.
3,当器件在电压和稳态温度下长时间工作时,工艺缺陷将导致器件失效(如TDDB).
较高温度下,环境应力引起失效灵敏度的增强(如静电放电).
4,当失效机理与温度成相反的变化趋势时,温度降低导致失效机理的灵敏度增加(如应力驱动扩散空隙和热电子).
5,当稳态温度应力高于温度阈值时,失效灵敏度就会增加(如小丘的形成,金属化的迁移,引线孔穿刺,密封材料逆变换,电迁移).
以上是恒定高温对电子产品带来的一些失效机理.-55°-125°范围内这些机理只有很少被激发出来,大于150°大部分就开始被激发出来了.


admin加注：

感谢@slient03分享此电子档的书。


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filtratedgun

这本书理论结合实际，既有公式也有图例。
通篇陈诉的一个主要思想就是：阿伦尼乌斯公式是狗屎

admin征楼：

温度对微电子和系统可靠性的影响


作　　者：（美）拉尔（Lall,P.），（美）派特（Pecht,M.G.），（美）哈吉姆（Hakim,E.B.）著，贾颖等译出版社：国防工业出版社定价：￥32.00

内容简介本书是一部半导体器件可靠性物理专著，重点讨论了微电子器件失效机理与温度的关系、微电子封装失效机理与温度的关系、双极型晶体管和MOS型场效应晶体管电参数与温度的关系、集成电路老化失效物理，提出了微电子器件温度冗余设计和应用准则、电子器件封装的温度冗余设计和使用指南，归纳总结了稳态温度、温度循环、温度梯度及时间相关的温度变化对器件可靠性的影响。
本书内容对电子产品设计师、质量师和可靠性工作者具有启发和指导作用，对半导体器件设计和制造工程师、电子产品设计师和器件失效分析工作者从中也将得到裨益，对提高国产半导体器件的质量和可靠性将产生积极作用。本书也可以作为微电子器件和电子产品可靠性专业本科生和研究生的参考教材。

panqunyang

filtratedgun发表于2012-10-2215:24
这本书理论结合实际，既有公式也有图例。
通篇陈诉的一个主要思想就是：阿伦尼乌斯公式是狗屎

是的.一直说阿伦尼斯公式就是个狗屁.现在的可靠性预计,实验,降额设计理论等等都存在很大的问题和误区.
你觉得阿伦尼乌斯公式是狗屎吗?给点意见!
看完之后我也一直在想我们现有做的一些实验真的有用嘛!后来我又想过,这本书主要是针对芯片的.而对于电路板和整个设备,恒定高温还是可以激发出一定的失效的.比如书中说的高温对金属的热氧化没作用.而对于电路板的表面氧化可能会有一些作用的.

闲情

可靠性预计不是凭空算命。而是在对某一产品可靠性试验的基础上，对该产品大批量生产时可靠性特征的一种预估。
严格来讲，没有试验，就没有预计。
套用某种现成公式，可能对，也可能不对。因为导出该公式的试验数据，与你要预计的产品类型不一定一致。

闲情

阿氏公式也是由试验数据导出的。有其适应范围。超范围使用，难保正确。

完全没有实验数据的预计，只是数字游戏而已。当不得真。

panqunyang

闲情发表于2012-10-2216:53
可靠性预计不是凭空算命。而是在对某一产品可靠性试验的基础上，对该产品大批量生产时可靠性特征的一种预估...

可靠性预计是应该在可靠性试验基础上的预计.但是我们所做的加速寿命试验真的可以预计寿命嘛?
我们现在电子产品的加速寿命试验都是用阿伦尼斯方程吧,温度一般都在150°以下吧.这样的恒定高温真的可以激发失效机理嘛?
书中提到:150°下恒定高温能激发的只有二十多种失效机理的1种.(约束气蚀:芯片金属化层相关的).而且这个温度下不但没有加速某些机理,反而减小了一些机理的发生,如热电子和二次击穿(在温度升高时它的击穿电压会增高)
同时温度的升高,抗ESD的能力下降,这也导致很多试验中的故障可能是由于人为和仪器的不当造成的,而不是器件本身有问题.

filtratedgun

panqunyang发表于2012-10-2215:49
是的.一直说阿伦尼斯公式就是个狗屁.现在的可靠性预计,实验,降额设计理论等等都存在很大的问题和误区.
你...

我认为，无论什么公式，最后都可以归结到所谓time-relativefailure的研究。所以最重要的是搞清楚失效模式和机理，以及和时间的关系，这种关系不是简单的用阿氏公式或者其他什么公式就能描述的。通过实验去得到公式，而不是通过公式去拟合实验结果。当然这是理想状态，现阶段99%的公司没有能力做到这一点，很多情况都是借鉴，因此以讹传讹，神化了某些公式。

当然，狗屎这个问题，当你没有更好选择的时候，你只能接受。

filtratedgun

panqunyang发表于2012-10-2217:22
可靠性预计是应该在可靠性试验基础上的预计.但是我们所做的加速寿命试验真的可以预计寿命嘛?
我们现在电...

正确的加速寿命实验当然可以估算寿命！
小心，骚年，你在挑战可靠性的基础理论

我要说的是，电子产品的寿命实验不仅针对芯片级，也不只有这一个方程，芯片实际工作中温度也不会都在150以上，半导体元器件本身相对来说可靠性是最高的。

还有很多很多很多种情况.......

panqunyang

filtratedgun发表于2012-10-2315:28
正确的加速寿命实验当然可以估算寿命！
小心，骚年，你在挑战可靠性的基础理论

谢谢你的回复.你对失效-试验-公式的描述很恰当.现在公司由于设备和时间的限制,基本都是借鉴和套用公式.还有这本书主要是面对芯片的,而我们的很多试验对象都是包括很多芯片的电路板和设备.所以也不能全信书中内容.
最近也一直想看一些系统级别的可靠性理论.但是基本找不到什么好东西.如果你有的话可以给我推荐!
书中也曾经提到过国外一些大公司用一种失效物理学方法取代了阿伦尼斯关系和mil-217.这个好像是指有限元技术.有时间要研究下.

闲情

看来你明白了不少，悟性不错。
古人云：差之毫厘，失之千里。借用人家的公式，一定要弄明白它的适用范围。