集成電路系統(tǒng)六性報(bào)告

1、XXXX“六性”報(bào)告1、產(chǎn)品概述XXXX是描述項(xiàng)目功能2、引用文件GJB1181-199軍用裝備包裝、裝卸、貯存和運(yùn)輸通用大綱GJB1371-1992裝備保障性分析GJB3872-1999裝備綜合保障通用要求GJB450A-2004裝備可靠性工作通用要求GJB368B-2009裝備維修性工作通用要求GJB2547-1995裝備測試性大綱GJB900-90系統(tǒng)安全性通用大綱GJB451A-2005可靠性、維修性、保障性術(shù)語GJB899A-2009可靠性鑒定和驗(yàn)收試驗(yàn)GJB/Z1391-2006故障模式、影響及危害性分析指南GJB4293-2001裝備環(huán)境工程通用要求MIL-HDBK-217F電子

2、設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)手冊（修改通告II ）Xxxx質(zhì)量手冊XxxxXXXX 合同3、XXXX芯片“六性”分析設(shè)計(jì)3.1、保障性3.1.1、根本制度、規(guī)范上保障從設(shè)計(jì)入手，公司的每一個員工必須充分重視產(chǎn)品研制、外協(xié)生產(chǎn)的保障條件的建設(shè)和管 理，同時根據(jù)公司的質(zhì)量方針和目標(biāo)，創(chuàng)造并保持使員工能充分參與實(shí)現(xiàn)公司質(zhì)量目標(biāo)6內(nèi)部 環(huán)境；質(zhì)量管理部門應(yīng)有明確的職責(zé)、權(quán)限及獎懲制度，按行政系統(tǒng)和技術(shù)系統(tǒng)把質(zhì)量與可靠性 管理的職責(zé)逐級落實(shí)到各職能部門和相關(guān)個人，并在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，對生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品質(zhì)量 實(shí)施全面有效的控制。3.1.2、設(shè)計(jì)上保障1）盡可能采用成熟的技術(shù)和簡化設(shè)計(jì)；2）實(shí)行通用化、系列化、組合化；3）

3、采用盡可能減少故障的技術(shù)；4）采用方便維修的措施；5）采用片內(nèi)自動測試和隔離故障功能設(shè)計(jì)；6）設(shè)計(jì)上考慮盡可能降低對使用和維修人員及技術(shù)等級要求；7）設(shè)計(jì)上保證正常使用時，方便、快捷地獲得所需能源及其它配套設(shè)施；8）設(shè)計(jì)上保證可以方便快捷的獲得正常使用時和維修時所需的檢測設(shè)備和技術(shù)資料等；9）設(shè)計(jì)上充分考慮未來使用環(huán)境，及在包裝、貯存、運(yùn)輸?shù)冗^程中可能遇到的接口問題。3.1.3、資源上保障1）人員配備XXXX項(xiàng)目前期投入設(shè)計(jì)人員共9人，在當(dāng)前人力資源配備下，可以完成該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)開 發(fā)。2）計(jì)算機(jī)軟硬件需求項(xiàng)目組9人需9臺計(jì)算機(jī)，服務(wù)器一臺，多人共同在服務(wù)器上進(jìn)行仿真以及繪圖，目前公 司資源滿足

4、要求。3）技術(shù)儲備描述可以用的技術(shù)儲備。4）包裝、裝卸、貯存、運(yùn)輸所需的方法和資源完整可靠。3.1.4、批量供貨保障措施：批生產(chǎn)過程中質(zhì)量與可靠性控制應(yīng)在分析工藝因素與產(chǎn)品失效模式、失效機(jī)理相關(guān)性的基 礎(chǔ)上確定影響產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性的關(guān)鍵工序及其工藝參數(shù)控制規(guī)范采用統(tǒng)計(jì)過程控制（SPC） PPM管理和工藝檢測圖形（PCM ）等有效的過程方法和技術(shù)，建立關(guān)鍵工藝過程控制系統(tǒng)，同 時建立完善的質(zhì)量信息反饋系統(tǒng)及失效報(bào)告、分析和糾正措施系統(tǒng)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量一致性與 成品率、可靠性穩(wěn)步提高。批量供貨保障措施：溫度循環(huán)：按GJB548方法1010條件C，至少100次X射線：按GJB548方法2012,要求

5、頂視面檢查，內(nèi)引線及其他明顯缺陷超聲檢測：按GJB548方法2030，要求做頂部檢查，用于找出器件芯片表面及引出端焊戔 鍵合區(qū)的嚴(yán)重缺陷。鍵合強(qiáng)度：按GJB548方法2011,不少于3只器件芯片剪切強(qiáng)度：按GJB548方法2019或2027,在線檢測高壓蒸煮：按 SJ/T10745-1996 要求：121C96h 3.1.5、定量保障措施1 ）主要指標(biāo)：24位串口 AD ;積分非線性：0.0015%FSR ；其它參考國外技術(shù)手冊，以滿足用戶要求為準(zhǔn)。2）其它要求：抗輻射加固指標(biāo)：中子注量 ：1.5*10i3n/cm2 ；電離總劑量：150Gy（si）；低溫貯存：-55C, 48h ;高溫貯存：

6、+125C, 96h ;貯存壽命：20年；該產(chǎn)品可靠性指標(biāo)為：質(zhì)量保證等級不低于GJB597A中的B級（按GJB548A中的方法 5005.2的3.3條抽取45只考核）；ESD 達(dá)到 2000V ；氣壓試驗(yàn)：400Pa470Pa , 1ho3.2、可靠性分析3.2.1、可靠性指標(biāo)：該產(chǎn)品可靠性指標(biāo)為：質(zhì)量保證等級不低于GJB597A中的B級（按GJB548A中的方法 5005.2的3.3條抽取45只考核）；3.2.2、可靠性設(shè)計(jì)3.2.2.1、電路可靠性設(shè)計(jì)電路可靠性設(shè)計(jì)是在完成功能設(shè)計(jì)的同時著重考慮所設(shè)計(jì)的集成電路對環(huán)境的適應(yīng)性和功 能的穩(wěn)定性。半導(dǎo)體集成電路的線路可靠性設(shè)計(jì)是根據(jù)電路可能存

7、在的主要失效模式，盡可能 在線路設(shè)計(jì)階段對原功能設(shè)計(jì)的電路網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行修改、補(bǔ)充、完善，以提高其可靠性。如半導(dǎo)體 芯片本身對溫度有一定的敏感性而晶體管在線路達(dá)到不能位置所受的應(yīng)力也各不相同，對應(yīng)力 的敏感程度也有所不同。因此，在進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)對電路中的元器件做了應(yīng)力強(qiáng)度分析和靈敏度 分析。有針對性地調(diào)整其中心值，并對其性能參數(shù)的容差范圍進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以保證在規(guī)定的工 作環(huán)境下，芯片處于正常的工作狀態(tài)。3.2.2.2、版圖可靠性設(shè)計(jì)1、在版圖上添加保護(hù)環(huán)，既有效的抑制了閂鎖效應(yīng)，又改善中子注入量與電離總劑量這兩個參數(shù)。2、在ESD結(jié)構(gòu)上選取工藝線提供的ESD標(biāo)準(zhǔn)單元，對于未提供標(biāo)準(zhǔn)單元的我們則使用

8、工藝線提供的ESD設(shè)計(jì)規(guī)則進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且適當(dāng)?shù)卦黾影鎴D面積。3、調(diào)制器單元的采樣電容、積分電容的匹配尤其重要。因此布局過程中，將其對稱排 布為陣列狀，并在外部增加Dumming器件以實(shí)現(xiàn)較好的匹配特性。4、對于噪聲要求較高的模塊我們盡量增加器件面積以減小噪聲，并同時將噪聲較大的 時鐘線與信號線隔離開來，能有效提高產(chǎn)品的噪聲性能。3.2.2.3、工藝可靠性設(shè)計(jì)公司沒有自己的工藝線，在工藝可靠性上我們通過選擇有過多次成功流片經(jīng)驗(yàn)，且工藝驍 數(shù)穩(wěn)定的工藝線進(jìn)行生產(chǎn)加工。例如針對該項(xiàng)目，我們所選擇的工藝線，其器件性能穩(wěn)定可靠，且模型精確度高，當(dāng)我們 在工藝上發(fā)現(xiàn)問題時能夠通過溝通很快得到解決。工藝可靠

9、性高。3.2.2.4、封裝可靠性設(shè)計(jì)封裝信息表格原芯片信息采用DIP與SOP等多種封裝形式進(jìn) 行封裝DIP24 :SOP24 :Xxx公司替代芯片信息預(yù)估尺寸：7*3XXXX管殼測試用：DIP24SOP24Xx正樣用：SOP24Xx鑒定用：SOP24DIP24Xx蓋板測試用：SOP24與DIP24標(biāo)準(zhǔn)蓋板齊備正樣用：SOP24與DIP24標(biāo)準(zhǔn)蓋板齊備鑒定用：SOP24與DIP24標(biāo)準(zhǔn)蓋板齊備夾具測試用：SOP24與DIP24標(biāo)準(zhǔn)夾具齊備正樣用：SOP24與DIP24標(biāo)準(zhǔn)夾具齊備鑒定用：SOP24與DIP24標(biāo)準(zhǔn)夾具齊備3.2.3、編制可靠性大綱為保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)，在研制周期初期，依據(jù)GJ

10、B450A-2004 XXXX項(xiàng)目協(xié)議等 文件相關(guān)要求，編制了研制階段具體的可靠性工作項(xiàng)目，并建立了可靠性工作的組織管理機(jī)構(gòu)，大綱和規(guī)范是可靠性設(shè)計(jì)工作的依據(jù)。3.2.4、可靠性分析和預(yù)計(jì)依據(jù)GJB/Z299C-200電子設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)手冊和MIL-HDBK-217電子設(shè)備可靠性預(yù) 計(jì)手冊采用元器件技術(shù)法對整顆芯片進(jìn)行可靠性預(yù)計(jì)。3.2.4.1可靠性預(yù)計(jì)方法在產(chǎn)品方案論證基礎(chǔ)上，已設(shè)計(jì)出具體電原理圖，并提出了元器件明細(xì)。因此，本產(chǎn)嗣 靠性預(yù)計(jì)采用元器件計(jì)數(shù)法，并考慮元器件質(zhì)量因素口Q，以及產(chǎn)品使用環(huán)境口E。3.2.4.2元器件計(jì)數(shù)可靠性預(yù)計(jì)法根據(jù)GJB/Z299C-2006和美標(biāo)MIL-HDB

11、K-217F電子設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)手冊，按照元器件 計(jì)數(shù)法進(jìn)行可靠性預(yù)計(jì)，對于可靠性模型為串聯(lián)結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，計(jì)算產(chǎn)品失效率的數(shù)學(xué)表達(dá)式 為：X p = n QC nT nv + (C2+C3)nE n l式中：Xp :工作失效率，10-6/h;nv :環(huán)境系數(shù)，10-6/h;E兀Q :質(zhì)量系數(shù)，10-6/h;n L :成熟系數(shù)，10-6/h;n T :溫度應(yīng)力系數(shù)，10-6/h;氣：電壓應(yīng)力系數(shù)，10-6/h;3.2.4.3計(jì)算 XXXX的 Xp根據(jù)電子設(shè)備可靠性預(yù)計(jì)手冊GJBZ 299C-2006查表得：本電路應(yīng)用環(huán)境系數(shù)=1.0E符合GJB597A，且被列入軍用電子元器件合格產(chǎn)品名錄B1級產(chǎn)品，

12、nQ=0.13質(zhì)量尚未穩(wěn)定的產(chǎn)品n =3.0，質(zhì)量已穩(wěn)定的產(chǎn)品n =1.0LL在電源電壓為3V VDD 18V的情況下nV=1.0在單片模擬電路中正常工作溫度范圍內(nèi)兀t =1.99在單片模擬電路中芯片規(guī)模在10000到20000之間的C1=4.472,C2=0.2848雙列直插DIP封裝24的C3=0.1167=3.6273042QC1 n Tn v+ (C 2 + C3 )n E3.2.4.5計(jì)算產(chǎn)品的MTBF設(shè)計(jì)值MTBF=1Xp =1/3.627304210-6/h=275686.8小時。由此可見該產(chǎn)品可靠性設(shè)計(jì)值能滿足設(shè)計(jì)要求值。3.3、測試性集成電路可測性設(shè)計(jì)是指在集成電路設(shè)計(jì)過程中

13、考慮芯片的測試問題。針對本項(xiàng)目高精度 的特點(diǎn)，我們將主要從下面兩個方面進(jìn)行測試：3.3.1、元器件測試高精度帶來了對工藝器件的精度要求：無源器件和有源器件。無源器件主要在帶隙基準(zhǔn)振 蕩器、電流偏置模塊、過熱保護(hù)、過流保護(hù)、過壓欠壓保護(hù)等模塊中保證電路性能，而有器件 則在運(yùn)算放大器電路、帶隙基準(zhǔn)、比較器等電路中保持匹配。考慮電路各種影響因素，我們把元器件的測試作為可靠性測試是很有必要的。在實(shí)際操 作中，我們的做法是在組版的時候，由工藝廠將項(xiàng)目中采用的元器件標(biāo)準(zhǔn)單元測試圖形插入 晶圓，包括不同大小的無源元件，即工藝廠提供的PCM測試。也就是說我們除了使用工藝線 提供的PCM圖形進(jìn)行測試外，還將自己

14、繪制PCM圖形針對具體器件進(jìn)行參數(shù)測試。3.3.2、在電路設(shè)計(jì)中，我們針對電路上的具體模塊找出關(guān)鍵點(diǎn)，并在版圖上設(shè)置測iPAD，以 備在測試過程中發(fā)現(xiàn)問題時，快速找到出錯模塊。3.4、維修性由于集成電路本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使得芯片如在使用過程中出現(xiàn)損壞或者單獨(dú)元器件出現(xiàn)性能 偏移無法進(jìn)行維修更換，所以集成電路不具有維修性。3.5、安全性在芯片安全性方面我們的項(xiàng)目首先從電路設(shè)計(jì)方面入手，在電路功能方面引入對芯片本身 和對應(yīng)用系統(tǒng)的保護(hù)措施，在芯片自身的保護(hù)方面我們主要通過在芯片內(nèi)部設(shè)計(jì)溫度保護(hù)，過 流保護(hù)，防止芯片過熱燒毀，或者芯片輸出短路引起的過流燒毀，從而保護(hù)芯片自身的安全， 以免造成不可恢復(fù)的損

15、傷。除此之外，我們在電路和版圖設(shè)計(jì)的每個環(huán)節(jié)都貫穿了安全第一的原則，包括所有參數(shù) 的設(shè)計(jì)余量增加，布局布線的考慮。3.6、環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)是產(chǎn)品環(huán)境使用的基礎(chǔ)，為了使產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性達(dá)到較高的要求，在進(jìn)行（XXX芯 片設(shè)計(jì)過程中，充分考慮了產(chǎn)品的抗輻射設(shè)計(jì)、裕量設(shè)計(jì)、防靜電設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)方案，采取TLI 為可行的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。為了保證芯片的環(huán)境適應(yīng)性我們主要從以下幾方面進(jìn)行控制：3.6.1、元器件應(yīng)用設(shè)計(jì)元器件事電路環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，在設(shè)計(jì)時應(yīng)注意：1 ）壓縮和限制元器件的品種、規(guī)格和數(shù)量；2）盡量不使用沒有模型、或者模型不全的器件進(jìn)行設(shè)計(jì)；3）選擇器件時應(yīng)充分考慮該器件的額定工作電壓、電流、工

16、作溫度范圍以及閾值電壓等 特性；4）盡可能使用自己驗(yàn)證過的器件進(jìn)行設(shè)計(jì)。3.6.2、簡化設(shè)計(jì)在滿足產(chǎn)品性能前提下，盡可能對電路以及版圖方案進(jìn)行簡化，防止設(shè)計(jì)中為了獲得微笑 的性能改進(jìn)而增加電路和元器件，造成可靠性水平下降。3.6.3、裕度設(shè)計(jì)為防止電路因公差、環(huán)境、電壓、負(fù)荷等變化，造成漂移性故障，應(yīng)進(jìn)行裕度設(shè)計(jì)，一 般包括以下幾種方式：1 ）功率裕度設(shè)計(jì)2）狀態(tài)設(shè)計(jì)3）溫度補(bǔ)償設(shè)計(jì)4）環(huán)境控制設(shè)計(jì)5）校準(zhǔn)設(shè)計(jì)3.6.4、抗輻射設(shè)計(jì)通過改變電路結(jié)構(gòu)以及選擇抗輻射的器件進(jìn)行設(shè)計(jì)，以此提高產(chǎn)品的抗輻射性能，例如： XXXX項(xiàng)目中我們將原版的Bipolar器件，完全替換為CMOS器件，可以顯著提高器

17、件的抗中 子指標(biāo)。3.6.5、環(huán)境設(shè)計(jì)通過對芯片進(jìn)行嚴(yán)格的環(huán)境應(yīng)用篩選來保證，主要包括以下篩選考察項(xiàng)目：(1 )機(jī)械沖擊：按GJB548方法2002A條件B進(jìn)行1500g,0.5ms,半正弦波，三軸六向各沖擊5次，要求：外殼、引線、密封無缺陷或損傷，標(biāo)志清晰。掃頻振動：按GJB548方法 2007條件 A進(jìn)行，20HZ2000Hz 20, X、丫、Z三個方向各循環(huán)四次，要求：外殼、引線、密封無缺陷或損傷，標(biāo)志清晰。恒定加速度：按GJB548方法2001A條件C進(jìn)行(根據(jù)芯片面積和重量加力，丫1方 向，1min,，要求：器件無電氣，機(jī)械或物理損傷。(4 )溫度循環(huán)：按GJB548方法1010入條件C進(jìn)行，循環(huán)50次。要求：外殼、引線無缺 陷或損傷，標(biāo)志清晰。(5 )熱沖擊：按GJB548方法1011 A條件A進(jìn)行，循環(huán)15次。要求：外殼、引線無缺陷 或損傷，標(biāo)志清晰。PIND:按GJB548方法2020 A進(jìn)行，以剔除內(nèi)部有可動多余物的器件。高溫儲存：可剔除對污染、引線焊接不良、氧化層缺陷等。低溫儲存：可剔