Сборка и монтаж интегральных микросхем. Романова М.П. - 75 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

75
9. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ НАДЕЖНОСТИ ИНТЕГРАЛЬНЫХ
МИКРОСХЕМ
9. 1. Причины отказов и показатели надежности
Отказом называется событие, заключающееся в нарушении работоспособно-
сти изделия. Причинами отказов ИМС могут быть ошибки, допущенные при кон-
струировании или разработке технологического процесса изготовления, дефекты
процесса производства, нарушения норм эксплуатации и хранения, а также есте-
ственные процессы старения. Основными причинами отказов являются дефекты,
вносимые в процессе производства (~ 90 %) и в результате нарушений правил
эксплуатации (~ 10 %).
В группе дефектов, возникающих в процессе производства, примерно 50 %
составляют некачественные соединения, в том числе пленочные, контактные (на
границе проводников, выполненных из различных материалов или различающих-
ся конструктивно), а также проволочные и др. Наиболее часто дефекты образуют-
ся в местах контактных соединений в результате, например, некачественно прове-
денных технологических операций термокомпрессии, пайки или сварки. Эти виды
дефектов присущи как полупроводниковым, так и гибридным ИМС и МСБ. По-
мимо некачественных соединений, наиболее характерными для ГИС и МСБ яв-
ляются дефекты, обусловленные присутствием навесных компонентов. Это объ-
ясняется не только дополнительным количеством вносимых ими контактных со-
единений, но и дефектами, связанными с их некачественным закреплением на
платах ГИС и МСБ.
Значительное количество отказов полупроводниковых ИМС связано с дефек-
тами, образующимися в результате некачественного проведения фотолитографи-
ческих процессов. Например, удаление окисной пленки там, где этого не должно
быть, приводит к образованию излишних легированных областей и смыканию
p-n-переходов при последующем диффузионном процессе, образованию коротко-
го замыкания металлизации с поверхностью полупроводника и т. п.
Роль подобных дефектов возрастает по мере повышения степени интеграции
и увеличения размеров кристаллов полупроводниковых БИС и СБИС. Дефекты,
связанные с фотолитографическими процессами, имеют место также в гибридных
микросхемах и микросборках, например местное уменьшение ширины резистив-
ной полоски, приводящее к локальному перегреву резистора.
По характеру изменения одного или нескольких параметров ИМС в результа-
те отказов последние разделяются на внезапные и постепенные. Причинами
внезапных отказов являются, например, нарушения контактных соединений, про-
бой диэлектрической пленки в МДП-структуре и пр. Причины постепенных
отказов заключаются в протекании физико-химических процессов, изменяющих
свойства материалов, контактных соединений, p-n-переходов. Например, проник-
новение влаги в корпус микросхемы вызывает изменение состояния поверхности
полупроводникового кристалла и приводит к повышению токов утечки. К подоб-
ным процессам относится также электромиграция ионов на поверхности кристал-
ла, приводящая к возникновению коротких замыканий и других нарушений.

Страницы