Zašto savršeno provjereni IC-ovi umiru za nekoliko tjedana na stranici kupaca?

Zašto savršeno provjereni IC-ovi umiru za nekoliko tjedana na stranici kupaca?

Mekanika koja nitko nije otkrio

Ispod je poziv koji se svaki proizvođač elektroničkih uređaja boji. Potrošač je prijavio da su vaše ploče... one koje su prošle korisno ispitivanje  100%, oni koji su isporučili s čistom izvještaj o inspekciji  i certifikat za jedinstvenost... nisu dovoljno dobri za proizvodnju podova. Izlazi prvi dan. Na 40. dan. Neuspijeci su raspršeni po različitim jedinicama, različiti serijski brojevi, nema uobičajene velike šifre. Tvoj inicialni impuls je kriv za zahtjev klijenta. Vaša druga reakcija je kriviti dobavljača IC. Oboje ćete uložiti šest tjedana i 40.000 dolara u analizu neuspjeha da saznate što se stvarno dogodilo.

T iC koji je pao bio je električno zdrav i uravnotežen dan kada je napustio liniju. Kasnije je deterijirao. Negdje između vaše testne utičnice i uređaja klijenta, greška je već bila postavljena u siliciju... nevidljiva, ispod granice bilo kojeg ispitivanja koje ste provodili, i tikkanje.

To je stvarnost mekanika - Što? Ovaj članak ima veze s tim kako se to događa, zašto vaši pregledi ne mogu uhvatiti, i što razlikuje proizvođače koji isporučuju nekoliko od ovih godišnje od onih koji ne isporučuju ništa.

Mekanika: Neuspjeh koji nije neuspjeh dok ne bude

Mekan slom  je naziv za djelomičnu, modernu degradaciju poluprovodničkog okvira. To se nalazi u sivoj zoni između "potpuno funkcionalna" i "katastrofski mrtva". Teško razbijanje je lako: eksekucijski oksid prolazi kroz, alat prestaje raditi, vaš test ga brzo uhvati. Mekanika je drugačija. -Sloj štitnje... oksid vrata -- uspostavlja oslabljenu zonu. Trenutna curenja kroz njega u malim količinama. Uređaj ostaje u funkciji, često tjednima ili mjesecima. Nakon toga, pod nagomilavanu napetost redovnih postupaka, slaba točka utire put. Cjepanje završava kratkim. IC prestaje raditi. I prestaje raditi na potrošačevoj web stranici, nikad na vašoj.

Uznemirujuća varijabla je da je mekana kvar obično već postojala, postavljena tijekom proizvodnje ili postavljena zbog događaja koji nije izazvao neposredne štete. Tržišni izraz postoji problem. , a najčešći izvor je elektrostatički pražnjenje.

Priča o ESD-u: Šteta koju testovi ne mogu vidjeti

Ispod je neugodna činjenica u vezi Esd  u Montaža PCB u skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) ove Uredbe, ako se ne primjenjuje primjena članka 1. stavka 2. točke (a) Uredbe (EU) br. Specijalist seže za ploču bez remena za zglob. Pločica IC-ova klizi preko nesigurne radne stolice. Šmrkljana za odabir i postavljanje proizvodi triboelektronski naboj. Svaka od tih plinova može proizvesti pražnjenje koje djelomično uništava uređaj bez uništavanja.

Fizički uzrok oštećenja je dobro shvaćen. U MOSFET, izbacivanje oksida  debljina je samo nekoliko nanometara. Oko 10-20 atomskih slojeva silicijuma dioksida. ESD može ući u tu sitnu slabost: lokalizirani defekt, zarobljeni naboj, mala nit oštećenog materijala. Gadget se još uvijek prebaci. U skladu s člankom 3. stavkom 2. Ipak, stabilnost oksida je ugrožena, i pod normalnim radnim naponom će se nastaviti iscrpljivati... polako u početku, a onda iznenada.

Istraživanje o CDM (izdanja za punjenje alata)  -Discardes je pronašao skrivene oštećenja u nekoliko uređaja koji su prošli kroz početnu nesreću. Oštećenja se ne pojavljuju u funkcionalnom testu jer praktični koraci ispitivanja "da li alat radi", a ne "koliko marže zapravo ostavi alat".

To je glavni nedostatak metode testiranja. Funkcionalni test je čuvar, a ne pregled. Ova metoda potvrđuje logika stanja, rezultate i osnovne parametre u odnosu na prolaz/neprolaz prag. Uređaj s 30% degradiranog ulaznog oksida i dalje prolazi svaku od tih provjera. Prestane raditi kad uništenje pređe granicu... na stranici klijenta, u stalnom radu, možda u okruženju s nešto većom temperaturom ili naponom napajanja od vaše testne klupke.  

Zašto se ovaj slajd s svakom slojem visokokvalitetnog

The kontur kupke -- krivulja pouzdanosti koju svaki inženjer vrhunske kvalitete razumije -- govori vam o obliku problema. Neuspješnosti su grupirane u 2 područja: smrtnost djece  u prvim tjednima života, i iscrpljivanje na kraju života. U središtu krive je korisni život, gdje su stope neuspjeha ravne i niske. Prljava tajna industrije je koliko se truda ulaže u komprimiranje područja smrti djece prije isporuke proizvoda i koliko malo ulazi u hvatanje skrivenih mana koje se ne manifestuju do potrošača.

Standardni uređaj za snimanje neuspjeha u ranom životu je test trajnog rada -... da rade uređaje na povišenim temperaturama i naponskim naponima satima ili danima kako bi ubrzali kvar slabih uređaja. Izgoriti je skupo, sporo i troši proizvodnju. To je uobičajena praksa u automobilskoj, zrakoplovnoj i vojnoj sertifikaciji. To se gotovo nikad ne radi u potrošačkim elektroničkim uređajima, jer je trošak po uređaju previše skup i tržište neće potrošiti za njega. Dakle, nerealizirane probleme koje su se zapalile samo su uhvatile brod.

Postoji također lanc opskrbivanja  to je mjerenje koje to čini još gore. Kada su IC-ovi nabavljeni od posrednika, viška zaliha ili drugih predstavnika, što je uobičajeno u doba nakon nestašice, voditelj nije identificiran. Šarija komponenti koja je pogrešno sačuvana, otkrivena elektrostatskim događajima, ili na temelju ekstremnih temperatura u tranzitu donosi prikrivenu populaciju ranog neuspjeha. Vaš prijava  uzima nekoliko desetaka uređaja i testira ih. Proba je statistički bezosjećajan 0,1% skrivena defekt cijena -- sigurno bi morali procijeniti tisuće da ga locirati, što poražava cilj degustacije.

Što zapravo koštaju neuspjehi na terenu

Asimetrija troškova ovdje je brutalna, i vrijedi biti specifičan u vezi sa brojevima. Gadget koji ne uspije tijekom vlastitog testiranja ili završnog testa košta vam uređaj i nekoliko minuta rukovanja... nazovite ga $2. Gadget koji prestaje raditi na mjestu kupca košta vam RMA, teret, neuspješnu procjenu, zamijeni sustav, ubrzano isporuku, i inženjerski sati-- i to je prije nego što se računa šteta na odnosu. Proizvođački procjeni pokazuju da je troškovi od 10 do 100 puta veći od troškova istih problema koji se javljaju u tvrtki, ovisno o proizvodu i tržištu.

A onda postoji učinak množice. Jedan periodični kvar na ploči s 40 IC-ova izaziva povlačenje. Kupac stavlja cijelu seriju u karantenu, ne samo one koji nisu uspjeli. Vaša pouzdanost uzima štipku pogoditi cijelo stanovništvo, a ne 0,2% koji je zapravo imao neizvješten nedostatak.

Što zaista djeluje

Nema nijednog srebrnog metka. Mekan kvar je lanac snabdijevanja, postupak i testiranje u jednom. Ipak, proizvođači koji isporučuju najmanje kvarova na polju redovito rade nekoliko stvari:

Kontroliranje postavke skupštine kao da je važno. Osiguranje ESD-a  nije plakat na površini zida; to je sustav. Zapestnice s testirima za povezivanje, površine za raspršivanje, ionizatori na liniji za odabir i mjesto, provodni pločac za skladištenje i... kritično... mjerenje drži li se sustav. Većina tvornica ima uređaje. Oni s niskim stopama neuspjeha na terenu provjeravaju da li ga ljudi zapravo koriste. ESD je neprimjetan; jedini način da se shvati da se to ne događa je da se potvrdi da kontrole ostaju u području na dnevnom nivou.

Kriteriji za ispitivanje, ne samo funkcija. Funkcionalni pregled  koji isto tako meri prisutnost curenja, prisutnost mirne opskrbe i ulazne / izlazne granice hvata uređaje koji "radno su minimalni". Alat s povećanim curenjem je uređaj koji je naglasak-- i napetost je upravo populacija želite procijeniti prije nego što je brodovi. Troškovi uključivanja parametričkih provjera u postojeći program testiranja su skromni; informacije koje nude su posebno informacije koje skriveni problemi otkrivaju.

Znajte da se vaš lanac snabdijevanja bavi poviješću. - Što? Za kritične uređaje, kupite od akreditiranih dobavljača s provjerljivim prostorom za skladištenje i rukovanje dokumentima. Ako biste trebali koristiti posrednika, tretirati dijelove kao sumnjivo: povećati ulazne evaluacije dubinu, pokrenuti kratak burn-in na primjer, i gledati prve proizvodne serije za povišenu rane stope neuspjeha. Premija za odobrene komponente je jeftinija od povlačenja jednog područja.

Napravi neuspješnu procjenu kad se to dogodi.  Kada se polje ne vrati, reakcija je da se zamjeni komponenta i nastavi. -Odolji. Odsjeknite IC, pregledati maticu, i... ako proračun to dopušta... OBIRCH ili EMMI  ocjenjivanje za lokalizaciju štete. Ulazni otpad oksida ima potpis. EOS događaj ima različite potpise. Znajući koji se razmatra vam govori da li je problem u vaš montirnoj liniji, vaš dobavljač je obložka fab, ili vaš kupac aplikacija. Pogrešno razmišljanje ukazuje na sljedeće brodove s istom manjom.

Margina koju ne možete procijeniti

Evo misaonskog eksperimenta koji prikazuje cijelu stvar: vizualizirajte dva slična uređaja na svojoj ispitnoj klupi. Oboje prođu svaki ispit u vašem programu. Među njima je savršeno upravljana od okruglice do vašeg utičnika. Drugi je bio zapped s 500-voltnim pražnjenjem prije 2 tjedna i ima vrata oksida mana dimenzije par atoma. Vaš test alat ih vidi kao isti uređaj, zbog činjenice da se poklapaju uređaj -- dok među njima ne nestane marže.

Mekan kvar nije neuspjeh vašeg testa. To je propust pretpostavke da samo testiranje može garantirati pouzdanost. Gadgets koji umiru na potrošačkom mjestu nisu oni vaše preglede su napravljene za hvatanje. Oni su oni s malom količinom štete, postotak anksioznosti, i malo vremena. Kontrolirati štetu, pregledati anksioznost, i prepoznati svoj lanac opskrbe-- to je cijeli playbook. Sve ostalo je samo računati na sreću, a sreća ima način da izađe u najgorem mogućem trenutku.