集成電路系統(tǒng)六性報告

1、XXXX“六性”報告1、產品概述XXXX是描述項目功能2、引用文件GJB1181-199軍用裝備包裝、裝卸、貯存和運輸通用大綱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、保障性術語GJB899A-2009可靠性鑒定和驗收試驗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、設備可靠性預計手冊（修改通告II ）Xxxx質量手冊XxxxXXXX 合同3、XXXX芯片“六性”分析設計3.1、保障性3.1.1、根本制度、規(guī)范上保障從設計入手，公司的每一個員工必須充分重視產品研制、外協(xié)生產的保障條件的建設和管 理，同時根據(jù)公司的質量方針和目標，創(chuàng)造并保持使員工能充分參與實現(xiàn)公司質量目標6內部 環(huán)境；質量管理部門應有明確的職責、權限及獎懲制度，按行政系統(tǒng)和技術系統(tǒng)把質量與可靠性 管理的職責逐級落實到各職能部門和相關個人，并在產品生產過程中，對生產工藝、產品質量 實施全面有效的控制。3.1.2、設計上保障1）盡可能采用成熟的技術和簡化設計；2）實行通用化、系列化、組合化；3）

3、采用盡可能減少故障的技術；4）采用方便維修的措施；5）采用片內自動測試和隔離故障功能設計；6）設計上考慮盡可能降低對使用和維修人員及技術等級要求；7）設計上保證正常使用時，方便、快捷地獲得所需能源及其它配套設施；8）設計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備和技術資料等；9）設計上充分考慮未來使用環(huán)境，及在包裝、貯存、運輸?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項目前期投入設計人員共9人，在當前人力資源配備下，可以完成該項目的設計開 發(fā)。2）計算機軟硬件需求項目組9人需9臺計算機，服務器一臺，多人共同在服務器上進行仿真以及繪圖，目前公 司資源滿足

4、要求。3）技術儲備描述可以用的技術儲備。4）包裝、裝卸、貯存、運輸所需的方法和資源完整可靠。3.1.4、批量供貨保障措施：批生產過程中質量與可靠性控制應在分析工藝因素與產品失效模式、失效機理相關性的基 礎上確定影響產品質量與可靠性的關鍵工序及其工藝參數(shù)控制規(guī)范采用統(tǒng)計過程控制（SPC） PPM管理和工藝檢測圖形（PCM ）等有效的過程方法和技術，建立關鍵工藝過程控制系統(tǒng)，同 時建立完善的質量信息反饋系統(tǒng)及失效報告、分析和糾正措施系統(tǒng)，以確保產品質量一致性與 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)的嚴重缺陷。鍵合強度：按GJB548方法2011,不少于3只器件芯片剪切強度：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：24位串口 AD ;積分非線性：0.0015%FSR ；其它參考國外技術手冊，以滿足用戶要求為準。2）其它要求：抗輻射加固指標：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；該產品可靠性指標為：質量保證等級不低于GJB597A中的B級（按GJB548A中的方法 5005.2的3.3條抽取45只考核）；ESD 達到 2000V ；氣壓試驗：400Pa470Pa , 1ho3.2、可靠性分析3.2.1、可靠性指標：該產品可靠性指標為：質量保證等級不低于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、可靠性設計3.2.2.1、電路可靠性設計電路可靠性設計是在完成功能設計的同時著重考慮所設計的集成電路對環(huán)境的適應性和功 能的穩(wěn)定性。半導體集成電路的線路可靠性設計是根據(jù)電路可能存

7、在的主要失效模式，盡可能 在線路設計階段對原功能設計的電路網絡進行修改、補充、完善，以提高其可靠性。如半導體 芯片本身對溫度有一定的敏感性而晶體管在線路達到不能位置所受的應力也各不相同，對應力 的敏感程度也有所不同。因此，在進行可靠性設計對電路中的元器件做了應力強度分析和靈敏度 分析。有針對性地調整其中心值，并對其性能參數(shù)的容差范圍進行優(yōu)化設計，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、版圖可靠性設計1、在版圖上添加保護環(huán)，既有效的抑制了閂鎖效應，又改善中子注入量與電離總劑量這兩個參數(shù)。2、在ESD結構上選取工藝線提供的ESD標準單元，對于未提供標準單元的我們則使用

8、工藝線提供的ESD設計規(guī)則進行設計，并且適當?shù)卦黾影鎴D面積。3、調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，能有效提高產品的噪聲性能。3.2.2.3、工藝可靠性設計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驗，且工藝驍 數(shù)穩(wěn)定的工藝線進行生產加工。例如針對該項目，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、封裝可靠性設計封裝信息表格原芯片信息采用DIP與SOP等多種封裝形式進 行封裝DIP24 :SOP24 :Xxx公司替代芯片信息預估尺寸：7*3XXXX管殼測試用：DIP24SOP24Xx正樣用：SOP24Xx鑒定用：SOP24DIP24Xx蓋板測試用：SOP24與DIP24標準蓋板齊備正樣用：SOP24與DIP24標準蓋板齊備鑒定用：SOP24與DIP24標準蓋板齊備夾具測試用：SOP24與DIP24標準夾具齊備正樣用：SOP24與DIP24標準夾具齊備鑒定用：SOP24與DIP24標準夾具齊備3.2.3、編制可靠性大綱為保證產品設計可靠性設計，在研制周期初期，依據(jù)GJ

10、B450A-2004 XXXX項目協(xié)議等 文件相關要求，編制了研制階段具體的可靠性工作項目，并建立了可靠性工作的組織管理機構，大綱和規(guī)范是可靠性設計工作的依據(jù)。3.2.4、可靠性分析和預計依據(jù)GJB/Z299C-200電子設備可靠性預計手冊和MIL-HDBK-217電子設備可靠性預 計手冊采用元器件技術法對整顆芯片進行可靠性預計。3.2.4.1可靠性預計方法在產品方案論證基礎上，已設計出具體電原理圖，并提出了元器件明細。因此，本產嗣 靠性預計采用元器件計數(shù)法，并考慮元器件質量因素口Q，以及產品使用環(huán)境口E。3.2.4.2元器件計數(shù)可靠性預計法根據(jù)GJB/Z299C-2006和美標MIL-HDB

11、K-217F電子設備可靠性預計手冊，按照元器件 計數(shù)法進行可靠性預計，對于可靠性模型為串聯(lián)結構的產品，計算產品失效率的數(shù)學表達式 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 :質量系數(shù)，10-6/h;n L :成熟系數(shù)，10-6/h;n T :溫度應力系數(shù)，10-6/h;氣：電壓應力系數(shù)，10-6/h;3.2.4.3計算 XXXX的 Xp根據(jù)電子設備可靠性預計手冊GJBZ 299C-2006查表得：本電路應用環(huán)境系數(shù)=1.0E符合GJB597A，且被列入軍用電子元器件合格產品名錄B1級產品，

12、nQ=0.13質量尚未穩(wěn)定的產品n =3.0，質量已穩(wěn)定的產品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計算產品的MTBF設計值MTBF=1Xp =1/3.627304210-6/h=275686.8小時。由此可見該產品可靠性設計值能滿足設計要求值。3.3、測試性集成電路可測性設計是指在集成電路設計過程中

13、考慮芯片的測試問題。針對本項目高精度 的特點，我們將主要從下面兩個方面進行測試：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振 蕩器、電流偏置模塊、過熱保護、過流保護、過壓欠壓保護等模塊中保證電路性能，而有器件 則在運算放大器電路、帶隙基準、比較器等電路中保持匹配?？紤]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。在實際操 作中，我們的做法是在組版的時候，由工藝廠將項目中采用的元器件標準單元測試圖形插入 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圖形進行測試外，還將自己

14、繪制PCM圖形針對具體器件進行參數(shù)測試。3.3.2、在電路設計中，我們針對電路上的具體模塊找出關鍵點，并在版圖上設置測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構特點，使得芯片如在使用過程中出現(xiàn)損壞或者單獨元器件出現(xiàn)性能 偏移無法進行維修更換，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目首先從電路設計方面入手，在電路功能方面引入對芯片本身 和對應用系統(tǒng)的保護措施，在芯片自身的保護方面我們主要通過在芯片內部設計溫度保護，過 流保護，防止芯片過熱燒毀，或者芯片輸出短路引起的過流燒毀，從而保護芯片自身的安全， 以免造成不可恢復的損

15、傷。除此之外，我們在電路和版圖設計的每個環(huán)節(jié)都貫穿了安全第一的原則，包括所有參數(shù) 的設計余量增加，布局布線的考慮。3.6、環(huán)境適應性設計是產品環(huán)境使用的基礎，為了使產品的環(huán)境適應性達到較高的要求，在進行（XXX芯 片設計過程中，充分考慮了產品的抗輻射設計、裕量設計、防靜電設計等設計方案，采取TLI 為可行的方法進行設計。為了保證芯片的環(huán)境適應性我們主要從以下幾方面進行控制：3.6.1、元器件應用設計元器件事電路環(huán)境適應性設計的基礎，在設計時應注意：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行設計；3）選擇器件時應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）盡可能使用自己驗證過的器件進行設計。3.6.2、簡化設計在滿足產品性能前提下，盡可能對電路以及版圖方案進行簡化，防止設計中為了獲得微笑 的性能改進而增加電路和元器件，造成可靠性水平下降。3.6.3、裕度設計為防止電路因公差、環(huán)境、電壓、負荷等變化，造成漂移性故障，應進行裕度設計，一 般包括以下幾種方式：1 ）功率裕度設計2）狀態(tài)設計3）溫度補償設計4）環(huán)境控制設計5）校準設計3.6.4、抗輻射設計通過改變電路結構以及選擇抗輻射的器件進行設計，以此提高產品的抗輻射性能，例如： XXXX項目中我們將原版的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。3.6.5、環(huán)境設計通過對芯片進行嚴格的環(huán)境應用篩選來保證，主要包括以下篩選考察項目：(1 )機械沖擊：按GJB548方法2002A條件B進行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，標志清晰。掃頻振動：按GJB548方法 2007條件 A進行，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，標志清晰。恒定加速度：按GJB548方法2001A條件C進行(根據(jù)芯片面積和重量加力，丫1方 向，1min,，要求：器件無電氣，機械或物理損傷。(4 )溫度循環(huán)：按GJB548方法1010入條件C進行，循環(huán)50次。要求：外殼、引線無缺 陷或損傷，標志清晰。(5 )熱沖擊：按GJB548方法1011 A條件A進行，循環(huán)15次。要求：外殼、引線無缺陷 或損傷，標志清晰。PIND:按GJB548方法2020 A進行，以剔除內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