додано
Інститут аерокосмічних систем транспортних засобів (AVSI) провів дослідження цього питання.
"Точний кількісний підхід фізики до відмови до надійності інтегральної мікросхеми"
Їхні висновки базуються на фізиці та аналізі причин кореневих особливостей, оскільки розміри функцій зменшилися на порядок за останні 30 років.
1) Електроміграція (ЕМ) (забруднення напівпровідника від повільного витоку іонів металів)
2) Діелектричний пробій, що залежить від часу (TDDB) або повільне тунелювання провідника через оксидний ізолятор зі слабких полів (і гамма-випромінювання)
3) Інжекція гарячого носія (HCI) , коли концентрація отворів перестрибує діелектричний бар'єр в пастках заряду, який використовується клітинами пам’яті для постійного зміни стану пам’яті, викликаного випромінюванням, поступово розмиваючи межу до відмови.
4) Негативна нестабільність температури зсуву (NBTI) Напруження NBTI, які зміщують порогові напруги транзистора ПМОС, стали більш помітними, оскільки геометрія транзисторів досягає 90 нм і нижче і посилюється статичними затяжними ловушками тривалої дії, достатніми для спричинення несправності.
Ці ЧОТИЧНІ ПРИЧИНИ вище є найпоширенішими зараз для ІС з глибоким простором, а також для споживачів. У просторі більше факторів радіаційного та екологічного стресу. Закон Мура також прискорив ці нові режими відмов.
Історично найпоширенішою загальною причиною для старих технологій ІС було обмеження температурного діапазону, зумовлене роботою з упаковкою та екологічним стресом.
Тепловий шок, конденсація та швидке випаровування, а також аналогові ефекти теплового дрейфу IC-споживача обмежені 0-85 ° С у пластикових корпусах саме з цієї причини. Це не досконале ущільнення і можливе потрапляння вологи. Але навіть у пасивованому скляному склі керамічному ІС є теплові межі. Окрім проблем із зволоженням, зазначених нижче, прочитайте останні підтверджені проблеми вище.
Закінчити редагування
Якщо з часом достатньо молекул вологи, і вона замерзає і розтріскується, субстрат виходить з ладу. Якщо він працює нормально в замороженому стані з замороженими молекулами вологи, а потім тане і спричинює корозію або витік і виходить з ладу. Це ваша провина. Деякі пластикові ущільнювачі трохи кращі, і самонагрівання запобігає замерзання деяких нижче певних темп. Це також зменшує міграцію вологи.
Зрештою, ефект попкорма призводить до того, що волога продуває стружку, а сорт епоксиду Чорного значно покращився за останні 40 років завдяки Sumitomo. Clear Epoxy не так добре, і використовується в деяких світлодіодних корпусах або ІК-пристроях. Тому світлодіоди повинні залишатися сухими перед паянням. Сучасні конструкції великих світлодіодних двигунів без дротів із золотого вуса оцінюються до певної RH @ Temp на невизначений термін, тоді як решта становлять ризик після кількох днів відкритого впливу високого РЗ. Дійсно, це дійсний ризик і так само погано, як поранити їх ОУР, за винятком випадків, коли він стриже золотий провід.
Ось чому всі деталі космічного або військового температур мають тенденцію бути керамічними із скляним покриттям на відведеннях, а деталі споживачів оцінюються до 0 ° C.
Будь-які винятки, такі як Промисловий та Військовий темп-діапазон, пояснюються більш жорсткими характеристиками, необхідними для військових у більш широкому діапазоні темпів, ніж промислові, але вони обидва функціонують у широкому діапазоні, просто не гарантовані аналогові характеристики.
CMOS працює швидше холодним, ніж гарячим. TTL працює швидше гарячим, ніж холодний, а темпи стикування падають, щоб менше теплоти. Я протестував 8-дюймові дискові накопичувачі HDD через мішок із сухим льодом <-40'C через годину лише для того, щоб військові довели, що це працює, але жодних гарантій із конденсацією, що запобігає біді головою. секунди через .... але, проходячи 0 ° С від замерзання, піднімається вгору ... це ризик вологості.
для доказування додано посилання на журнал.
Обмежуючий коефіцієнт надійності, який впливає на температуру ВСІХ інтегральних мікросхем (особливо великих мікросхем, таких як мікроконтролери), - це механічна упаковка більше, ніж функція напівпровідника. Для пояснення цього є сотні статей надійності. Також є статті, які пояснюють, чому існує відхилення меж низьких температур. Деякі з поважних причин знецінені від -40 ° C, а такі, що продовжуються від 0 ° C, можуть бути з поганих причин. Хоча прямо не вказано, що прибуток є причиною, молодші інженери неправильно застосовують HALT неналежним чином, щоб розширити кваліфіковані діапазони ризику від нерозуміння хімічної міграції та структурних напруг, які існують. У той час як більш мудрі компанії відмовляються від поважних причин, які я підтримаю посиланнями нижче.
1. Герметично закриті властивості не є цифровим явищем.
Це аналог і стосується кількості потрапляння або витоку вологи, що атомічно врізається в механічний пакет.
Як зазначено у посиланні вище
"внутрішня газа може спричинити утворення конденсату крапельки води, тим самим погіршуючи продуктивність пристрою і навіть ведучи до несправності пристрою". 2. "Спочатку виготовлені ущільнення були герметичними, але, як правило, катастрофічно виходили під час тривалого замочування та температурного циклу в фізіологічному розчині через різницю КТЕ між стінкою скляної капсули (5,5 × 10−6 / ◦C) та 90% Pt – 10% Ір (8,7 × 10–6 / ◦C). "
"З номографа на рис. 6 видно, що при 1,0 атм і 0 ° С концентрація вологи, необхідна для утворення крапель води, становить 6000 проміле. На рівнях нижче цього відсотка водяної пари рідкі краплі не зможуть Отже, більшість матеріалів та процесів герметизації вибираються таким чином, щоб утримувати внутрішнє середовище упаковки на рівні вологи або нижче 5000 ppm протягом усього терміну експлуатації пристрою ". Однак забруднення може це змінити.
Я міг би написати книгу на цю тему, але тоді вже так багато інших, тому я просто посилаюся на деяку літературу, яка підтвердить, що моя відповідь є дійсною .
Ключові слова із посиланнями