可靠性问题

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可靠性问题的提出是与电子工业迅速发展的以下三个特点分不开的：
8 l0 m  X/ i5 R" D(1)电子产品(设备)的复杂程度在不断增长
! k% z% K2 J( j/ b; j5 k电子产品复杂程度的重要标志是所需元件的数量越来越多。例如美国轰炸机上的无线电设备的情况是：1921年前飞机上还没有无线电设备，1940年飞机上的电子设备只有一千多个，1950年B—47飞机上的电子设备发展到2万多个，1955年B—52飞机上达5万多个，1960年B—58飞机上发展到9万多个。
4 v3 ?! r7 y. P目前，一般制导系统上仅计算机部分就有10万多个元件；一般反导弹系统仅雷达部分就有几十万个元件，整个系统元器件达几百万个。
$ {; n: t" o3 s$ t1 @9 v一般说来，电子设备所用的元器件数量越多，其可靠性问题就越严重，对于串联系统来说，其设备可靠度为所用元器件可靠度的乘积。
设元件的可靠度为0.9，则2个串联为0.81，3个串联为0.729；设元件的可靠度为99.5%，则40个串联为83%，100个串联为60%。
7 q# g3 x+ s. O! c& G1 i若30万个元件组成系统，为确保系统可靠度为95%，要求每个元件的可靠度为99.9999%以上。现代化的复杂系统的电子元器件数量一般在上百万、上千万，对元器件可靠性要求更高。
: P( Q/ n6 Q+ \# f+ F(2)电子设备的使用环境日益严酷
. B1 N( @8 d) V3 k4 {$ r& c% x电子设备的使用地域从实验室到野外，从陆地到深海，从高空到宇宙空间，还有使用在热带、寒带、赤道、南北极(南极站)等地的。
各种不同地方的电子设备经受不同的环境条件。在坑道内，地温为一5～35℃；用于坦克中，要经受高温和振动；用于海上舰艇，要经受海水、盐雾、浪潮冲击等；用于宇宙空间，会受到宇宙粒子的辐射和振动加速度。
一般说来，使用条件越严酷，产品失效的可能性就越大，所以对可靠性要求就越高。
(3)电子产品的装置密度在不断增长
1 E( {, U6 w( E- P; F3 P9 I集成电路由SSI经MSI发展到LSI，VLSI，ULSI，装置密度不断增高，因而集成电路内部的环境温度上升，所以对可靠性的要求也不断提高。为此各国都建立了许多机构，研究提高器件的可靠性问题。
所谓可靠性是指半导体集成电路在一定的工作条件下(指一定的温度、湿度、机械振动、电压等)在一定的时间内能完成规定作用的几率。集成电路的可靠性通常用失效率来量度。
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1非特表示10亿个产品在1小时内只允许有一个产品失效,或者说在1千小时内只允许有百万分之一的失效率.
通过对集成电路失效过程的分析，了解到早期失效阶段对集成电路的平均寿命影响很大，而早期失效主要是半导体集成电路有缺陷。如果通过短时间的筛选试验把有缺陷的集成电路淘汰掉，那么筛选后的集成电路就有更高的可靠性，所以筛选是提高集成电路可靠性的一个有效措施。
: L& v: R, n* P6 O( _, K+ |实际上，这个说法不十分确切，因为筛选只是去掉早期失效的电路，并不能从根本上提高这批电路的可靠性水平，实际上可靠性是产品所固有的，即这批电路的可靠性水平在
' ^, z5 S: F$ A电路制造出来时已决定了。只有用最佳的电路版图设计，最好的工艺质量控制，才能制造出最可靠的电路来。其中设计奠定了可靠性的基础，而工艺则是保证。因此，应从设计和工艺两方面着手来提高电路的固有可靠性。下面着重介绍设计中提高可靠性的一些考虑(包括电路设计、版图设计和工艺设计三方面)，而保证工艺质量控制的最有效的办法，是采用微电子测试图形技术
IC的奇怪ESD试验现象
1 _/ c/ {' h7 O! H! o7 _

8 N7 C% ^2 d5 j, d, Y2 j4 N5 T对某IC进行ESD试验，发现可重复的现象。
芯片不同组电源地Vss1、Vss2之间，相互ZAP，当：
+ J3 P! ~. R0 g4 B( \% F3 G/ RA、 Vss1 ZAP Vss2  +2000V  Failure；
B、 Vss1 ZAP Vss2  -2000V  Pass；
" A5 i) ?4 f% eC、 Vss2 ZAP Vss1  +2000V  Failure；
+ p% Y9 G% i4 k7 G( gD、 Vss2 ZAP Vss1  -2000V  Pass。
9 ~6 J  [5 V% S2 `2 W分析发现：
抗ESD能力与所加的电压极性有关可以理解，但不可思议的与接地（ESD试验设备的地）位置有关，A和B时Vss2接地，C和D时Vss1接地。A、D是同一个泄放回路，B、C也是同一个泄放回路，而且泄放方向也相同，为什么结果不同？
请高人指点。