由于通信已成為我們生活中的重要組成部分，因此電話和其他無(wú)線設(shè)備的可靠性已變得至關(guān)重要。軍事和航空航天設(shè)備一直采用這種方式，但是它們不再壟斷高可靠性。

工程師負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)和測(cè)試RF設(shè)備的可靠性，這是通信和電力工業(yè)（CPI）Beverly Microwave Division的高級(jí)工程項(xiàng)目經(jīng)理Chandra Gupta博士提出的要點(diǎn)。古普塔博士于2017年9月13日在麻省理工學(xué)院林肯實(shí)驗(yàn)室與IEEE可靠性學(xué)會(huì)波士頓分會(huì)的工程師進(jìn)行了交談。

Chandra Gupta博士（左二）與MIT Lincoln Labs的IEEE可靠性學(xué)會(huì)成員一起。

尺寸，重量，功率和成本（SwaP-C）使設(shè)計(jì)可靠零件的工作變得更加困難?！耙磺卸甲兊迷絹?lái)越小，”古普塔指出?！澳粺o(wú)所獲。較小的尺寸導(dǎo)致較高的電流密度。”

他繼續(xù)說(shuō)：“由于設(shè)備物理的原因，一切都失敗了?！惫收蟻?lái)自電遷移，熱載流子注入效應(yīng)，電效應(yīng)，過(guò)高的工作溫度，晶須生長(zhǎng)，靜電放電（ESD）和電超負(fù)荷（EOS）?！拔覀兿ＭO(shè)備能夠持續(xù)使用很長(zhǎng)時(shí)間，” Gupta說(shuō)。 。這與電遷移的平均失效時(shí)間（MTTF）有關(guān)，在此處通過(guò)布萊克方程表示：

焊接也會(huì)導(dǎo)致缺點(diǎn)。在焊接過(guò)程中，金屬會(huì)擴(kuò)散，從中可以擴(kuò)散出空隙（材料中的空隙）。越來(lái)越細(xì)的引線鍵合也會(huì)產(chǎn)生空隙。這些問(wèn)題在導(dǎo)線與焊盤的連接處發(fā)生，從而導(dǎo)致斷路。它是線寬的函數(shù)，現(xiàn)在已降至60萬(wàn)密耳。Gupta指出：“當(dāng)引線鍵合的厚度為2密耳時(shí)，我們看不到這些空洞的問(wèn)題。”

2.5D和3D IC封裝設(shè)計(jì)以及低間距球柵也帶來(lái)了其他問(wèn)題。Gupta指出，3D IC使用硅過(guò)孔進(jìn)行連接，這會(huì)產(chǎn)生潛在的薄弱點(diǎn)。

ESD是一個(gè)特別困難的可靠性問(wèn)題，因?yàn)樗挠绊懖⒉豢偸橇⒓窗l(fā)生的。通過(guò)ESD在設(shè)備中流動(dòng)的電流可能不足以燒毀設(shè)備，但可能會(huì)使設(shè)備變?nèi)酢H在使用設(shè)備后，有時(shí)很長(zhǎng)一段時(shí)間，此類問(wèn)題才會(huì)變得明顯。

EOS問(wèn)題取決于干擾的脈沖寬度。Gupta建議在測(cè)試設(shè)備時(shí)，將EOS脈沖的持續(xù)時(shí)間限制為10 ms。例如，100 ms或更長(zhǎng)時(shí)間的脈沖可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備燒壞。

除了零件的可靠性外，古普塔還警告零件修訂和過(guò)時(shí)。他列舉了“升級(jí)”或降低成本影響組件可靠性的示例?！白⒁饬慵⒐芾砟墓?yīng)鏈?！?/p>

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