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半导体元器件失效因素(二)

来源:   发布时间:2021-04-13   点击量:338

开关电源元器件的制造

开关电源半导体器件的制造涉及到测量仅几纳米的结构。

如果开关电源裸片的尺寸变大,那么随机失效的可能性就会增加。对于一个成熟的工艺节点,产率可能80%到90%之间。然而,对于一个比较新的节点,产率可能大大低于50%,尽管它的实际数字是严格保密的。

“ 即便开关电源裸片没有受到一个灾难性的影响,但是也不能被认为是可操作的。制造步骤如果不完善,哪怕一个原子的工艺变化也会产生非常显着的差异。虽然这可能不会对这个设计的某些部分产生影响,但如果工艺变化恰好关键时序路径吻合可能会让开关电源器件不符合需要的规格。

随着开关电源元器件设计逐渐演变成先进封装的深亚微米技术之后,现有的仿真工具以及设计方法无法很好地反映变化可靠性的影响。这会导致开关电源元器件设计流程出现漏洞,从而导致一些失败。开关电源元器件设计流程越来越多地允许在开发早期就考虑到变化,以最大限度地减少它的影响,而冗余等设计技术可以减少一些需要丢弃的“几乎可以工作”的芯片的数量。

开关电源ESD保护

通常来说,芯片会包含开关电源ESD保护,如果我们给芯片外部施加0.5V电压,那么在1nm的介质上就会产生0.5mV/m的电场。这足以导致高压电弧。对于封装内的单个裸片,他们的目标2kJ这样的标准。

“ 如果你试图最小化ESD,甚至在这些Wide I/O接口或者是任何类型的多芯片接口通道消除它,这意味着你无法按照你针对单芯片的相同标准对个芯片进行一个真正的测试。它们必须经过一个专业的测试,因为它们的ESD保护非常小,或者可能没有开关电源ESD保护。”

便是在运行期间,ESD事件也可能导致问题。在便携式电子产品中,ESD可以导致许多类型的一个软错误。在ESD事件期间,电源供电网络上可能会引起噪声,这个原因在于某IC(比如开关电源振荡器IC、开关电源CPU以及其他IC)的灵敏度,或PDN的场耦合。

热门标签:开关电源
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