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微电子器件可靠性1概述2可靠性数学主要内容1、概述可靠性意义、内容；质量、可靠性和经济性关系。2、可靠性数学可靠性定量表征；常用概率分布；可靠性框图和数学模型。3、失效物理HCE，TDDB，EM，LATCHUP，ESD，SOFTERROR。4、失效分析失效模式，机理，模型；失效分析内容程序；微分析基础、手段5、可靠性设计基本概念；可靠性设计；可靠性模拟；内建可靠性。6、工艺可靠性PPM应用；工序能力分析和6σ设计；SPC技术；工艺控制技术7、可靠性试验目的、内容、分类；抽样理论；试验方案；试验数据。8、使用可靠性微电路额定值；浪涌失效；ESD；防护元器件；可靠性安装。9、可靠性管理组织人员；材料外协；设计工艺；仪器设备；试验评价失效分析10、总结复习参考书姚立真等，可靠性物理，电子工业出版社，2004年8月顾瑛等，可靠性工程数学，电子工业出版社，2004年8月刘明治等，可靠性试验，电子工业出版社，2004年8月贾新章等，统计过程控制与评价，电子工业出版社，2004年8月彭苏娥等，质量与可靠性管理，电子工业出版社，2004年8月1概述可靠性数学•本次课内容第一章概述1.1可靠性工作的意义和内容1.2质量、可靠性、经济性之间的关系1.3可靠性工作的内容第二章可靠性数学基础2.1可靠性的定量表征2.2常用概率分布2.3可靠性框图和数学模型2.4分布的检验补充材料•本次课要点可靠性工作的意义和内容可靠性的定义可靠性的定量表征常用概率分布可靠性框图和数学模型第一章概述1.1可靠性工作意义可靠性定义：产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。影响重大：一颗价值几元的IC可以毁掉一个工程，比如火箭发射等。可靠性研究内容广泛1.2质量、可靠性、经济性的关系产品的质量，是一个广义的提法（主要指外部特征，技术指标，可靠性，经济性，安全性等）“产品的质量是企业的生命”产品可靠性一般包括：|-固有可靠性（设计制造出来的）|-使用可靠性（对使用环境人物等的要求）|-可维修性（对整机来说是可维修，对IC来讲主要偏重可测性）产品的经济性（一般指生产费用，全寿命周期费用，物美价廉）1.3可靠性工作的内容•基础：理论（数理统计，可靠性数学模型，实验理论基础，失效物理等等）设备（环境试验设备，可靠性试验设备，检测分析设备。主要是国外大型设备，国内拥有最多分析手段的是广州5所：可靠性研究所）•技术：产品可靠性（可靠性设计、制造可靠性、可靠性试验、可靠性管理、失效分析）使用可靠性（正确使用方法）•管理：国家级（政策标准管理）企业级（内部管理）•教育：交流培训（教材，培训班，学术交流等）第二章可靠性的数学基础2.1可靠性的定量表征•可靠度R(t)：产品在规定条件下，规定时间内，完成规定功能的概率p5•失效概率F(t)：产品在规定条件下，规定时间内，不能完成规定功能（失效）的概率p6•失效概率密度f(t)：t时刻的单位时间内失效的概率p6•瞬时失效率λ(t)：t时刻尚未失效的器件在单位时间内失效的概率p6–可靠性等级：亚五级到十级浴盆曲线：典型失效曲线•平均寿命：寿命的平均值p8•可靠寿命：可靠度降为R时的工作时间p9–（特征寿命，r=1/e中位寿命r=0.5）•各特征量的关系可靠度R(t)失效概率F(t)失效概率密度f(t)瞬时失效率λ(t)理解：平均寿命可靠寿命•中位寿命r=0.5•特征寿命1/e=0.368e=2.7•即最著名的1/e原则。1/e=0.368，经常被称为37%原则。前37%不选原则已成功应用于各个领域。失效率等级•按失效率分：亚五级——十级（左表中所示）•常用失效率单位：Fit（菲特）10-9/h（十亿分之一）即100万个元件工作1000小时出现一个失效。失效率等级名称失效率等级代号最大失效率（1/h或1/10次）GB/T1772-79GJB2649-96亚五级YL3×10-5五级WM10-5六级LP10-6七级QR10-7八级BS10-8九级J-10-9十级S-10-10浴盆曲线三个阶段：（对应出生成长衰老）（成住坏空）早期失效阶段：失效率随时间下降，主要是工艺缺陷偶然失效阶段：失效率近似常数，主要是各种偶然因素引起耗损失效阶段：失效率上升，主要是材料的寿命到了各特征量的关系2.2常用的概率分布搞明白各分布的适用情况就可以，公式不必记二项分布：p9泊松分布：P10指数分布：p10正态分布：p11对数正态分布：p12威布尔分布：p13常用分布列表（自己的分布？自己有公式描述某类特殊的失效情况）二项分布泊松分布指数分布正态分布对数正态分布威布尔分布威布尔分布常用连续型分布列表2.3可靠性框图和数学模型可靠性框图与电气连接的区别搞清基本概念就行，无须计算。数学模型串联系统并联系统（纯并联系统表决系统）混联系统（串并并串）冷储备系统可靠性框图与电气连接的区别串联系统并联系统混联系统冷储备系统2.4分布的检验•检验失效属于什么样的分布情况，便于预测和使用防止•现在所用的方法是代入各种分布公式中，用计算机计算并比较最接近哪种分布。•如右图，用实验数据先求出t和F(t)，再代入各公式中，看哪个曲线与数据更吻合其他资料•光年guangnian.htm••各种版图••失效分析图片•EMMI光辐射显微镜微:光探测技术，可以定位失效点。•LC液晶热点检测技术•SEM扫描电镜