Проектирование интегральных микросхем. Шелохвостов В.П - 102 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

5.3.2. Расчет показателей надежности
В качестве основных показателей, характеризующих надежность ГИМС, рассчитывают P (t) – вероятность
безотказной работы на заданном отрезке времени (1000 ч) и среднее время безотказной работы (Т
ср
):
P (t) = exp (–λ
∑
t); (5.3.23)
Σ
λ
=
1
ср
Т , (5.3.24)
где
λ
∑
= n λ
R
α
1R
α
2R
+ m λ
С
α
1с
α
2с
+ l λ
нт
λ
1т
λ
2т
+ p λ
кп
α
1кп
. (5.3.25)
где λ
R
– интенсивность отказов пленочных резисторов; λ
С
– интенсивность отказов пленочных конденсаторов; λ
нт
– интенсивность отказов транзисторов; λ
кп
– интенсивность отказов контактных соединений;
n, m, l, p – количество однотипных элементов или компонентов в микросборке; α
1
– коэффициент,
характеризующий зависимость интенсивности отказов от температуры; α
2
– коэффициент, характеризующий
зависимость интенсивности отказов от электрической нагрузки.
Таблица 5.3.1
№ п/п Наименование λ, 1/час
α
1
(Т = 85 °С)
α
2
1. Тонкопленочные
резисторы 10
10
–9
1,8 P
i
/P
доп
2. Тонкопленочные конденсаторы
0,5⋅10
–8
15 U
i
/U
доп
3. Биполярные
транзисторы
10
–8
2,1 U
i
/U
доп
4. Контактные
соединения
10
–9
1,0 1,0
Рассчитав суммарную интенсивность отказов по (5.2.3) и табл. 5.3.1, следует определить P (t = 1000 ч) и Т
ср
по
формулам (5.3.23) и (5.3.24), соответственно.
5.3.3. Обеспечение влагозащиты микросхем
Окружающая среда и влагостойкость. Необходимость размещения платы ИМС в корпусе возникает не
только из-за удобства транспортирования, устойчивости к механическим повреждениям. Важнейшая функция
корпуса – защита от климатического воздействия окружающей среды (в первую очередь имеется в виду
влажность). Корпусы из неорганических материалов (металл, стекло) достаточно надежно ограждают
конструкцию от воздействия внешних факторов. Органические материалы (пластмассы, компаунды, клеи и др.)
обладают повышенными значениями влагопоглощения и влагопроницаемости. Для того чтобы оценить свойства
корпуса в этом отношении, необходимо знать состояние окружающей среды и свойства материала корпуса.
Окружающая среда практически всегда содержит пары воды, воздействие которой на элементы ИМС
приводит к их быстрой деградации, резко снижает срок службы. Содержание паров воды в воздухе при
различных температурах можно определить из графиков, приведенных на рис. 5.3.2.
Количество влаги, которая поглощается корпусом из воздуха,
увеличивается с повышением парциального давления паров воды
ОН
2
p
, что
определяется законом Генри:
М = Г
ОН
2
p
, (5.3.26)
где Г – коэффициент растворимости.
Коэффициент Г (с
2
/м
2
) определяет количество влаги, которое способен
поглотить материал в данных климатических условиях. Скорость процесса
поглощения влаги материалом корпуса определяется коэффициентом диффузии
молекул воды D (м
2
/c) в данном материале. Кроме того, вводится также понятие
влагопроницаемости.
Рис. 5.3.2. Влияние температуры
на относительную влажность
воздуха

Страницы