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        半導體元器件失效因素(二)

        來源:   發布時間:2021-04-13   點擊量:1947

        開關電源元器件的制造

        開關電源半導體器件的制造涉及到測量僅幾納米的結構。

        如果開關電源裸片的尺寸變大,那么隨機失效的可能性就會增加。對于一個成熟的工藝節點,產率可能80%到90%之間。然而,對于一個比較新的節點,產率可能大大低于50%,盡管它的實際數字是嚴格保密的。

        “ 即便開關電源裸片沒有受到一個災難性的影響,但是也不能被認為是可操作的。制造步驟如果不完善,哪怕一個原子的工藝變化也會產生非常顯著的差異。雖然這可能不會對這個設計的某些部分產生影響,但如果工藝變化恰好關鍵時序路徑吻合,可能會讓開關電源器件不符合需要的規格。

        隨著開關電源元器件設計逐漸演變成先進封裝的深亞微米技術之后,現有的仿真工具以及設計方法無法很好地反映變化可靠性的影響。這會導致開關電源元器件設計流程出現漏洞,從而導致一些失敗。開關電源元器件設計流程越來越多地允許在開發早期就考慮到變化,以最大限度地減少它的影響,而冗余等設計技術可以減少一些需要丟棄的“幾乎可以工作”的芯片的數量。

        開關電源ESD保護

        通常來說,芯片會包含開關電源ESD保護,如果我們給芯片外部施加0.5V電壓,那么在1nm的介質上就會產生0.5mV/m的電場。這足以導致高壓電弧。對于封裝內的單個裸片,他們的目標2kJ這樣的標準。

        “ 如果你試圖最小化ESD,甚至在這些Wide I/O接口或者是任何類型的多芯片接口通道消除它,這意味著你無法按照你針對單芯片的相同標準對個芯片進行一個真正的測試。它們必須經過一個專業的測試,因為它們的ESD保護非常小,或者可能沒有開關電源ESD保護?!?/span>

        便是在運行期間,ESD事件也可能導致問題。在便攜式電子產品中,ESD可以導致許多類型的一個軟錯誤。在ESD事件期間,電源供電網絡上可能會引起噪聲,這個原因在于某IC(比如開關電源振蕩器IC、開關電源CPU以及其他IC)的靈敏度,或PDN的場耦合。

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