集成电路老炼试验条件分析及优化

主要从元器件老炼试验入手,依据寿命分布和反应速率理论,分析元器件老炼试验的原理和目的,并重点基于目前相关标准及研究成果,分析老炼试验条件的设置要素。结合目前国内外元器件整体质量水平及激活能的现状,分析各自标准条件下老炼试验时间的优化途径及参考结果。从理论依据和实际操作方法出发,对典型国内外集成电路老炼试验条件进行分析。以元器件稳态寿命试验结果为特征寿命值参考,论证确定老炼试验条件的方法。分析得出:在125℃条件下,激活能为0.6 eV的器件老炼时间可控制在96 h之内;激活能取0.55 eV,则老炼时间在149 h之内。另外,对目前国内相关标准规范进行研究,针对现行试验条件提出优化方法。

基于瞬态信号分析的电源模块故障模式识别

随着集成电路技术的发展,以DC-DC转换器为主体的开关电源以转换率高、重量轻、体积小等优势逐步取代了传统的线性电源。为保证电源系统的可靠工作,针对DC-DC电源模块可靠性相关问题的研究受到广泛关注。论文针对DC-DC电源模块的故障情况开展分析,从电源模块瞬态响应原理入手,利用PSpice电路仿真软件,对电源模块故障状态测试信号进行了研究,从一般DC-DC电路到复杂电路分别开展仿真,验证各种电路条件下的测试信号类型及有效性。论文建立了DC-DC电源模块瞬态响应传递函数的方框图,经过分析计算,得到脉冲测试信号对输出电压的影响情况。基于瞬态响应分析,利用PSpice搭建仿真电路,并完成信号关键参数研究。同时搭建了典型DC-DC电源模块电路,设置对应测试信号,根据不同情形下输出波形情况,对内部MOS管、光电耦合器与二极管状态进行故障识别。

典型集成电路可靠性评价方案研究

元器件是组成航天装备的基石,是装备提高性能和可靠性水平的重要技术基础。元器件的实现,需要多种工艺、结构、材料,并且涉及多道工序及多人操作才能完成。设计、制造的每个环节都有可能使装备用元器件存在潜在缺陷,埋下安全隐患。对集成电路常见失效模式及失效机理进行分析,确认器件薄弱点,利用故障树方法分析器件应用的可靠性风险。基于可靠性风险分析的要素,完成集成电路可靠性评价方案研究。以某款隔离式收发器为典型案例,完成集成电路可靠性评价方案的制定,并进行可靠性评价,为型号的选用提供技术支撑。实践证明,基于可靠性风险要素的可靠性评价方案适用于型号应用,能有效评价器件的可靠性及装备应用适应性。

高速光耦瞬态共模抑制性能的电路仿真方法

为了解决高速光电耦合器的瞬态共模抑制不能准确测试的问题,研究了光耦的耦合机理和瞬态共模抑制的测试原理。利用仿真技术对电路功能及瞬态共模抑制评估电路的耦合参数(包括耦合电阻与耦合电容)进行仿真和验证,分析了电路中的不同器件参数对仿真结果的影响,并且对得到的输出波形的数据进行读取与分析。以HCPL-2611为例,使用大电阻和小电容并联的模型模拟实际中的耦合情况,通过仿真分析确定了耦合电容的大小,验证了高速光耦瞬态共模抑制仿真方法的有效性。

DC-DC电源模块故障诊断方法

DC-DC电源模块作为电子系统电源供应器,随着在工程设备中应用广泛,其退化情况与故障情况越来越受到关注。针对DC-DC电源模块的很多研究都倾向于把其内部某些器件单独拿出来进行分析,并研究相应的测试方法。论文通过有限元分析得出电源模块内部薄弱环节,并利用PSpice仿真得出了内部器件故障特征的确定方法。通过对输出波形的分析,实现了光电耦合器和MOS管的故障诊断,结果显示光电耦合器对电路抗干扰的调节能力有较大影响。MOS管对输出电压水平影响较大。论文通过电路仿真得到故障数据,利用Matlab对数据进行分析,完成了DC-DC电源模块故障诊断研究。

SiP器件运行状态监测方法

系统级封装(System In a Package,SiP)器件结构及功能具有复杂性,对该类器件的可靠性评价还缺乏统一的标准和规范,随着新研SiP器件的大量出现,缺乏相应评价手段与工程应用需求等矛盾日显突出。为此,开展对SiP器件典型失效模式与失效机理分析工作,确定器件薄弱环节,并设计SiP功能运行状态监测系统,实现状态实时监测,避免了无法准确掌握器件试验过程中失效情况。为该类器件提供可靠性评价手段,提高器件使用可靠性。

基于贝叶斯网络的DC-DC电源故障不确定性分析

为解决DC-DC电源模块故障诊断中不确定性的相关问题,研究了电源模块故障不确定性产生的原因,同时对不确定性信息类型与推理方法进行了研究。利用贝叶斯网络对DC-DC电源模块故障产生原因与故障模式进行建模描述,经过BIC与K2评分算法训练完成后,可以进行不确定性推断。在故障概率方面分析了模块中的不同故障部件对电源模块故障的影响,利用MATLAB平台根据模拟数据对不确定性模型进行了分析,验证了基于贝叶斯网络的故障预测不确定性模型的有效性。

LDO器件噪声特性分析及输出噪声测试方法研究

随着国产LDO器件在装备中的大量使用,为保障元器件应用可靠性,需针对LDO输出噪声指标测试方法进行研究。结合实际验证工作,基于TCAD仿真,分析LDO器件噪声的主要来源模块,包括基准电路、误差放大器和反馈电阻网络。采用低噪声镍氢电池组作为偏置源进行供电,并在测试电路中加入滤波电容和耦合电容,可有效降低测试系统本底噪声对噪声测试结果的影响。搭建输出应用验证测试平台,验证可有效测试LDO的输出噪声,提升LDO参数测试技术及性能可靠性保障能力。

典型CMOS图像传感器力学仿真分析

CMOS图像传感器作为高速相机中核心组件,是现今国防、医学和工业等领域研究的重点。本文针对典型CMOS图像传感器玻璃盖板应力问题展开研究,通过ANSYS有限元仿真建模的方法,对CMOS图像传感器进行振动应力、冲击仿真。通过分析仿真结果,得出在机械载荷下器件表面玻璃盖板受力集中,之后通过试验对仿真结果进行验证并提出改进建议。为器件工艺改进提供指导,加速推进CMOS图像传感器可靠性提升。

磁耦数字隔离器瞬态共模抑制性能的电路仿真方法

为解决磁耦数字隔离器的瞬态共模抑制(CMTI)不能准确测试的问题,研究了磁耦合数字隔离器瞬态共模抑制的测试及耦合机理。对耦合电阻、电容两个耦合参数进行了仿真验证,对仿真得到的器件输出波形进行抓取与分析,说明了电路中不同测试条件对仿真结果的影响。以ADI公司的典型磁耦数字隔离器ADUM1200型为例,采用小电容大电阻模型模拟实际耦合,分析并且明确了耦合电容大小状态,验证磁耦合数字隔离器瞬态共模抑制仿真方法是否具有一定的有效性。