“集成电路可靠性分析技术”课程教改探索

根据“集成电路可靠性分析技术”课程教学模式的现状和存在的问题,明确思政育人目标,通过四条主线融入思政元素,形成“微思政”的实施策略。在“传统+讨论式”教学、“对分课堂”教学和项目驱动式教学的基础上,构建了三七分课堂混合式教学模式,实现教学转变。以破坏性物理分析为例进行实践,结果显示:该教学方式可优化课堂教学,并有效提升学生的综合能力。

硕士课程元器件可靠性工程基础教改实践

针对元器件可靠性工程基础课程教学模式的现状和存在的问题,对标一流课程和课程思政要求,将思政教育融入课堂,落实科研反哺教学理念,构建三七分课堂混合式教学模式,完成课程教改实践。结果表明:该课程教学改革行之有效,可为相关课程教学改革提供有益探索。

氟硅凝胶对陶瓷封装隔离器漏电流的影响

陶瓷封装隔离器具有高可靠性,灌胶可加强其绝缘性能,但还需要考虑灌胶对隔离器漏电流的影响。以GL3200C型陶瓷封装隔离器为研究对象,研究了氟硅凝胶通过内部水汽对陶瓷封装隔离器漏电流的影响,对隔离器在不同温度下进行稳定性烘焙10 h后测量其内部水汽含量,并分析内部水汽含量对隔离器漏电流的影响。结果表明,在不超过150℃的条件下,氟硅凝胶会分解产生烃类物质并释放至GL3200C封装内,但并不释放水汽,灌胶不会影响陶瓷封装隔离器的漏电流指标,满足隔离器的可靠性要求,但是存在稳定性不足和引入腐蚀性离子的风险。研究结果为工程应用上灌胶的选择提供了参考。

数字磁耦隔离器的磁场抗扰度评价方法研究

在电磁兼容测试领域,缺乏适用于数字磁耦隔离器的磁场抗扰度评价方法。针对此问题,研究数字磁耦隔离器的工作原理,基于电磁兼容原理和IEC等标准,建立一套基于GTEM小室法的针对数字磁耦隔离器的磁场抗扰度评价方法。搭建测试系统,设计电路板,采用测试座法解决抗扰测试中磁场耦合方向不正确和强度不足的问题,定义电平波动和固定0/1两种失效模式和判据,设计结构分析对照表。对GL1200P型号数字磁耦隔离器进行案例验证,验证测试方法可行性,确定器件抗扰失效敏感频率为113 MHz,评级为400 V/m—C级。案例验证说明该方法可以对数字磁耦隔离器抗扰度进行评价。

基于EMD和自相关分析的轮胎音频信号处理

路面的基础激励与路面平整度有着密切的关系,传统的方法很难有效的提取路面施加于轮胎的周期信号。为了通过轮胎音频信号来分析路面平整度,本文采用EMD与自相关分析相结合的方法处理实际工程中所采集的路面轮胎音频信号。首先对原始信号进行经验模态分解,得到理论意义上的固有模态函数;然后对各分解层做自相关分析,判别每层IMF中是否含有周期信号;最后通过频谱分析,有效提取相应周期信号的频率和幅值,进而计算出路面基础激励的频率值,标定路面的平整度。试验结果表明,路面较平整的路段基础激励全部在100Hz以下,且基础激励越大,路面平整度越差;同时该方法也为检测路面平整度提供相应的科学依据。

军用电磁继电器失效分析研究

军用电磁继电器的可靠性要求极高,任何失效情形必须找出失效原因,进行失效归零。总结了军用电磁继电器的失效分析方法,并对贮存和使用过程中常见的失效模式及失效机理进行分析。针对机械变形、环境应力等影响电磁继电器失效的典型因素及其作用机理进行详细探讨。在此基础上,完成了两个军用电磁继电器失效的实际案例研究。最后,结合失效机理研究提出电磁继电器的可靠性改进措施。

一种电容非介入式压力测量方法研究

非介入测量对液压系统的故障诊断与检测具有关键作用,研究了液压系统的电容非介入式压力测量的可行性,基于函数型连接神经网络建立了电容式压力测量的电容与压力的数学模型,在此基础上,设计了相应的电容非介入式压力测量实验平台,结合实验,得出实际液压系统中电容和压力确切的数学关系,也定性分析了液压油介电常数和温度的关系。仿真和实验结果表明,变介电常数电容法在液压管路压力非介入式测量中完全可行,为小管径液压系统的在线压力测量提供一种新的方法.

微电子封装焊点疲劳失效研究综述

微电子封装具有微型化、高密度、低成本和良好的电气性能的特点,焊点负责内部芯片与电路板间的电气和机械连接。由于生产设计过程中产生的缺陷或经受温度变化、振动和冲击等环境载荷,焊点易发生失效。本文总结了焊点常见的疲劳失效原因,X射线、染色分析等失效分析技术可以实现失效焊点的精准定位,便于分析失效原因。随后,总结了焊点疲劳寿命预测模型的应用和研究现状,比较了各模型优缺点及适用范围,可为微电子封装的可靠性分析与评估提供理论指导。

一种CMOS视频D/A转换器的设计与应用

提出了一种10位200 MHz CMOS电流舵视频D/A转换器(DAC)实现电路。权衡线性度、功耗、面积以及弱化毛刺等因素,该DAC的高6位采用单位译码矩阵,低4位采用二进制加权阵列。采用新型开关策略,进一步提高单位译码矩阵的线性度;设计带平滑电路的电流源与差分开关电路,以提高动态性能。整个芯片采用新加坡特许半导体公司3.3 V工作电压、0.35μm2P2M CMOS工艺制造。DAC的面积为1.26 mm×0.78 mm,其积分非线性误差和微分非线性误差均小于±0.2 LSB。

连续小波变换的对数模拟滤波器实现

提出了基于对数技术的连续小波变换的模拟滤波器实现方法,通过迭代和函数逼近理论可获得无显式表达式的小波函数的冲激响应。小波变换的滤波器实现电路由冲激响应为小波函数的滤波器组构成,Padé逼近是一种有效的有理逼近,小波函数经Padé逼近后可得到其有理分式逼近,有助于滤波器设计。通过优化滤波器组的状态空间模型确保了电路具有大的动态范围,有利于低压低功耗运用。仿真结果证实了其可行性。

基于FPGA的DDR3 SDRAM控制器设计

存储器控制器技术研究对于大幅降低处理器访问存储器带来的时间延迟、缓解“存储墙”问题有着十分重要的意义,常规的依赖MIG IP核设计的存储器控制器难以进行访存延迟的测试。文中选取MT41K128M16JT型号DDR3 SDRAM,基于FPGA设计DDR3 SDRAM控制器的控制模块。首先研究DDR3 SDRAM的工作原理及状态转换图;接着将控制模块划分为初始化模块、刷新模块、状态产生模块、状态控制模块四部分,使用Verilog语言进行RTL级代码实现,找到关键的时序延迟接口;最后在ModelSim中完成DDR3 SDRAM控制器控制模块的仿真。仿真结果表明,初始化、刷新等模块的输出波形满足设计的时序要求,写入的数据与读出的数据一致,可有效实现对DDR3 SDRAM初始化、刷新、写、读功能的控制。DDR3 SDRAM控制器底层代码的编写为访存延迟的测试提供了可能。

基于互相关的超声非介入测压方法

非介入测压对液压系统的故障诊断与检测具有关键作用,为了提高超声非介入式测压的测量精度,提出了一种基于互相关理论的超声延时计算方法,实验结果与客观实际较为相符,验证了基于互相关理论的超声非介入压力测量技术的可行性,为小管径液压系统的在线压力测量提供了一种新的方法。

基于DPA的元器件假冒伪劣判据研究

针对现今市场元器件假冒伪劣手段众多且难以鉴别。在此通过国内外标准的对比分析介绍了假冒伪劣元器件的定义和种类,通过在实际检验工作中提出了将破坏性物理分析(DPA)中内部目检、X射线检查、外部目检和芯片剪切强度等试验方法应用于元器件的假冒伪劣检验,得出了基于DPA的假冒伪劣元器件检验流程,通过多项案例分析得到缺陷判据,最后提出了验证措施。结果表明,该方法应用于元器件假冒伪劣检验切实有效。

一种时序型总线硬件木马的植入与检测

RS总线集成电路在航空航天及工业控制领域具有广泛的应用,随着集成电路硬件木马的检测成为研究热点,作为总线硬件木马研究领域的分支,其设计越来越受关注。在常规时序型硬件木马的基础上,针对RS232总线集成电路,设计一种基于可逆计数器的时序型总线硬件木马。采用Xillix公司的ISE软件在RTL层设计相应的RS232总线Verilog代码,并在常规和可逆时序型硬件木马触发阈值呈等差递增的条件下进行Modelsim仿真分析,结果表明,在总线功能需求复杂和传输数据较多的情况下,可逆时序型木马比常规时序型硬件木马具有灵活性和较低的触发率,隐蔽性更强。

基于加权参数马氏距离的硬件木马检测

针对常规马氏距离判别方法对硬件木马检测率低下或失效的情况,通过对芯片运行时产生的功耗特征进行建模分析,提出了一种基于加权与双参数变换的优化判别方案。首先对标准与待测样本矩阵进行参数调整并在判别公式中加入样本矩阵特征向量权重,运用MATLAB实现参数的最优组合,最后在置信度99%的条件下计算待测样本的硬件木马检测率。对待测FPGA植入占比0.3%的硬件木马,并通过FPGA硬件木马检测平台验证表明,在常规马氏距离判别方法检测率只有43.56%的情况下,该方法检测率达到了85.14%。

新型的视频自适应均衡芯片设计

设计了一款新型的视频自适应均衡芯片.采用自适应算法与内置576抽头数字滤波器完成重影消除的所有功能.芯片高度集成,内嵌DSP控制器、存储器、同步检测器、D/A、A/D及用户编程.该芯片采用3·3V电源电压、0·35μmCMOS工艺生产制造;在典型工作频率下最大功耗为1·3W,80-pin的QFP封装,封装前裸芯片(包括PAD在内)的尺寸为14mm×20mm.

一种基于FPGA对主从通信的优化设计

针对传统主从通信数据冗余和数据处理效率低下的现象,基于FPGA提出一种采用RS 485通信标准的主从通信系统的优化设计。首先对高速传输数据添加可控Label,接收端对发送端的数据进行识别并过滤非必要数据,最后上位机PC通过对接收端的双口RAM进行数据采样。该设计的接收端具有反馈装置,如有数据传输异常则直接中止接收。采用ISE软件在RTL级上运用Verilog语言进行功能实现,并在Modelsim上进行仿真实验验证。结果表明,该主从通信优化设计把数据筛选提前至接收端FPGA进而降低上位机CPU负荷,整体对数据处理的效率和灵活性都具有显著提升,并且从属设备越多,效率越高。

Flash存储器单粒子效应测试研究综述

随着Flash存储器在航天系统中的大量应用,其单粒子效应评价至关重要。首先综述了Flash存储器单粒子效应研究进展,总结出在重离子辐照实验中常见单粒子效应及其故障原因,包括由存储单元故障和外围电路故障造成的单粒子翻转、单粒子功能中断和单粒子闭锁。随后,归纳出常见单粒子效应的测试区分方法、测试算法和测试流程,为相关测试实验研究提供参考。

一维模拟小波芯片设计

论述了用来完成一维输入的模拟小波分解、采用 CMOS工艺的电路的原理和应用 .模拟小波的输出为带通滤波器的输出 ,它是按对数尺度设计且按与每组所含最高频率的 Nyquist成正比来采样的 ,为了最好解决每个采样点时间与频率的非确定关系 。

灌胶工艺对陶封隔离器键合点影响仿真分析

陶封隔离器由于引线间距过小,需采用灌胶的方法来加强其绝缘性能,使其隔离电压从而满足安全需求。灌封后因去胶困难,键合试验无法进行。针对上述问题,文中以GL3200C型数字隔离器为研究对象,采用有限元仿真方法分析在经历温度循环时,灌封胶对陶瓷封装数字隔离器内部键合点的影响,确定灌胶隔离器键合点易发生失效的薄弱环节,明确其失效机理。通过调研器件手册以及开盖器件的内部结构,以Solidworks软件建立灌胶隔离器仿真模型,并利用有限元仿真软件ANSYS Workbench进行仿真分析。结果表明,灌封胶与基板、外壳之间热匹配不良会使键合丝危险位置额外承受约6.45 GPa的剪切应力。该研究可为无法进行键合点强度可靠性考核试验的灌胶器件分析提供一种新思路。