Организация проведения сертификационных испытаний на радиационную стойкость ЭКБ ИП в ИЦ ОАО «РНИИ «Электронстандарт» Ведущий инженер Одит Валерий Александрович
Заказчики работ ИЦ ОАО «РНИИ ЭС» • НПО «Машиностроение» (Роскосмос) • НПО ПМ (Роскосмос) • РКК «Энергия» (Роскосмос) • ФГУП «ЦЭНКИ» (Роскосмос) • ФГУП «НПО «Комета» • ООО «ИРЗ ТЕСТ» • ФГУП НИИ «Субмикрон» • ЗАО «ЭК «Элкус» 2
1. Оснащение ИЦ ОАО «РНИИ ЭС» 1. 1. Измерительное оборудование Комплекс ДМТ-119, на базе программно-аппаратных средств фирмы «Agilent» (США) для тестирования отечественных и зарубежных аналоговых и аналоговоцифровых ИС, БИС. Сопряжен с тестером ETS 780 Количество каналов -4 Частота преобразования 125 МГц Разрядность преобразования до 12 бит / 14 бит Тестеры ETS-780, фирмы «Hilevel» (США) для тестирования отечественных и зарубежных цифровых ИС, БИС, СБИС. Количество каналов – 512 Частота тестирования – 50 МГц (240 МГц при симплировании) Тестер ETS-868 (“Griffin”) фирмы «Hilevel» (США) для тестирования отечественных и зарубежных цифровых БИС, СБИС. Количество каналов – 512 Частота тестирования – 200 МГц (400 МГц при симплировании) СВЧ – Комплекс ДМТ-118 на базе программноаппаратных средств фирмы «Agilent» , (США) для тестирования СВЧ ИС и полупроводниковых приборов. Частота тестирования до 20 ГГц Комплексы ДМТ – 120 и ДМТ-220, на базе аппаратных средств фирмы Keithlеy, (США) для тестирования отечественных и зарубежных полупроводниковых приборов. Частота – 20 Гц – 1 МГц Измерение напряжения от 1 мк. В до 211 В Измерение тока от 10 пк. А до 1. 055 А ОАО "РНИИ "Электронстандарт" Комплексы ДМТ-137 и ДМТ-138 на базе программно-аппаратных средств фирмы Agilent для тестирования отечественных и зарубежных высокочастотных индуктивностей, дросселей и фильтров Частота тестирования до 3 ГГц Диапазон измерения индуктивности до 100 п. Гн Диапазон измерения импеданса от 3 н. Ом до 500 н. Ом 3
1. 2. Испытательное оборудование Камеры тепла и холода ОАО "РНИИ "Электронстандарт" 4
Оборудование для проведения радиационных испытаний Высоковольтный рентгеновский аппарат РАП-300 (максимальная энергия квантов 300 кэ. В, анодный ток 5 м. А, мощность дозы 10 Р/с) Установка ВИРУ на основе изотопа Cf 252 для испытаний на воздействие ТЗЧ и ВЭП КП (максимальная ЛПЭ 45 Мэ. В см 2/мг). Протонный синхроцикотрон ПИЯФ РАН (г. Гатчина) (энергия протонов 1 Гэ. В) Лазерный имитатор (длина волны 1064 и 532 нм, длительность импульса 10 нс) ОАО "РНИИ "Электронстандарт" 5
1. 3 Сотрудничество с испытательными базами • ФГУП «НИИП» • ОИЯИ • ИТЭФ ОАО "РНИИ "Электронстандарт" 6
1. 3. Аналитическое оборудование Рентгеноскопическая система XD 7600 NT с опцией компьютерной томографии (DAGE, Великобритания) Акустические микроскопы Evolution IS и Evolution II немецкой компании SAM TAC Рентгеноскопическая система XD 7600 NT позволяет выполнять неразрушающий контроль оптически непрозрачных изделий микроэлектроники. Акустические микроскопы применяют для неразрушающего контроля микросхем в пластиковых корпусах. Контролируется отсутствие пустот в объеме пластмассы, целостность траверсов внешних выводов и отсутствие трещин на кристаллах С помощью встроенного модуля компьютерной томографии 3 DCT можно получать объемную модель исследуемого образца и выполнять виртуальные томографические срезы в любой плоскости и под любым углом отслоение металлизации пустоты под кристаллом Качество пайки кристалла BGA ОАО "РНИИ "Электронстандарт" Качество электронных приборов 7
Сканирующий зондовый микроскоп (СЗМ) компании NT-MDT Предназначен для изучения рельефа и свойств поверхности с наноразмерным разрешением, для исследования микросхем с субмикронными топологическими нормами, наноструктуры и нанодефекты Электронные микроскопы Philips-515 и JSM -35 CF с приставкой для спектрального микроанализа Link System’s-860. Используются для проведения РФА (разрушающего физического анализа) и анализа отказов изделий электронной техники методами электронной микроскопии и рентгеноспектрального микроанализа Масс-спектрометрическая установка для определения содержания паров воды в подкорпусном объеме ОАО "РНИИ "Электронстандарт" 8
1. 4 Примеры контрафактной продукции При проведении входного (в том числе с применением физико-технического анализа) и функционального контроля забракована партия м/с Am 29 F 010 B-120 JI в количестве 21 штуки. Данная партия, поступившая в специализированной упаковке, предназначенной для автоматического монтажа, забракована по следующим параметрам: 4 x 7 8 x 9 8 x 9 8 x 9 THAILAND THAILAND THAILAND THAILAND Соответствует Соответствует Соответствует Не соответствует Не соответствует Не соответствует Не соответствует Не соответствует Соответствует THAILAND Отсутствует Соответствует 4 x 7 THAILAND Отсутствует Не соответствует Соответствует 4 x 7 THAILAND Соответствует Не соответствует Соответствует 4 x 7 CHINA Соответствует THAILAND 8 x 9 CHINA 4 x 7 8 x 9 3 Не соответствует 2 Соответствует 1 CHINA 21 8 x 9 20 Не соответствует 19 Отсутствует 18 CHINA 17 8 x 9 16 Наличие обозначения ключа и его местоположен ие 15 Маркировка на обратной стороне 14 Соотношения сторон кристалла 13 6 12 5 11 4 10 3 9 2 8 1 7 № ЭРИ Параметр n/n 4 Функциональ ный тест на идентификаци ю микросхемы и производителя 9 ОАО "РНИИ "Электронстандарт"
Фактически ИС MGA 2815 S ОАО "РНИИ "Электронстандарт" 10
Типовая микросхема MAX 490 EESA Контрафактный конденсатор К 10 -17 с-а Типовой конденсатор К 10 -17 с-а ОАО "РНИИ "Электронстандарт" 11
2. Нормативная документация Испытания на надежность Испытания на радиационную стойкость ГОСТ РВ 20. 39. 413 -97 ГОСТ РВ 20. 57. 414 -97 ГОСТ РВ 20. 57. 416 -98 ГОСТ РВ 20. 39. 414. 2 -98 ГОСТ РВ 20. 57. 415 -98 Отечественная НД РМ 11 0008 -84 ОСТ 11 094. 039 -79 РД 11 0755 -90 ОСТ 11 336. 938 -83 РД 11 0770 -90 ОСТ 11 0944 -96 РД В 319. 03. 22 РД В 319. 03. 31 РД В 319. 03. 37 РД В 319. 03. 44 -2001 РД В 319. 03. 38 -2000 РД В 319. 03. 24 -97 ОСТ 134 -1034 -2003 РД 134 -0139 -2005 ОСТ 11 073. 013 -83 (ч. 8) ОСТ 11 073. 013 -83 (ч. 10) Заруб. НД IEC TR 62380 MIL-HDBK-217 MIL-STD-883, 750, 202 MIL-STD-883, Methods 1019, 1020 MIL-STD-750, Method 1080 EIA/JEDEC St. № 57 ОАО "РНИИ "Электронстандарт" 12
3. Методические особенности радиационных испытаний • • • Малые выборки изделий, предоставляемых заказчиком для проведения сертификационных испытаний Сложность определения набора параметров, подлежащих контролю в процессе испытаний, и норм на них Необходимость проведения полного функционального контроля сложнофункциональных БИС и СВЧ-изделий (наряду с экспресс-контролем в процессе испытаний) Факторы: - отказы при полном тестировании при сохранении работоспособности при неполном тестировании (в процессе испытаний). - возможный выход за разумные пределы параметров, нормы на которые не задаются в спецификациях на изделия. По результатам испытаний ЭКБ ИП, комплектующих 14 Ф 133: Отказы при промежуточном тестировании: ~10% изделий. Резкий рост тока потребления: практически все БИС Рис. 1. Зависимость тока потребления Icc 3 микросхем AM 29 F 010 B 70 JI от уровня воздействия при испытаниях на установке № 200 ФГУП НИИП ОАО "РНИИ "Электронстандарт" 13
3, 2∙ 109 пр/см 2 8, 1∙ 109 пр/см 2 1, 21∙ 1010 пр/см 2 1, 6∙ 1010 пр/см 2 1, 99∙ 1010 пр/см 2 2, 355∙ 1010 пр/см 2 2, 699∙ 1010 пр/см 2 3, 118∙ 1010 пр/см 2 3, 553∙ 1010 пр/см 2 4, 428∙ 1010 пр/см 2 Рис. 2. Темновой ток ПЗС-линейки при испытаниях на протонном ускорителе ПИЯФ РАН ОАО "РНИИ "Электронстандарт" 14
4. Сертификационные испытания ЭКБ ИП в ИЦ ОАО «РНИИ «Электронстандарт» на радиационную стойкость в 2008 -2009 г. 4. 1. Испытания на воздействие ТЗЧ 1 -й этап – Испытание ИС на ускорителе протонов с энергией 1 Гэ. В (синхроциклотрон ПИЯФ РАН) L 0 ≤ 12 Мэ. В·см 2/мг; 2 -й этап – Испытание ИС на изотопной установке ВИРУ-1 (ОАО «РНИИ «Электронстандарт» ) L 0 ~ 12 - 45 Мэ. В·см 2/мг Рис. 3. Результаты испытаний на протонном ускорителе ПИЯФ РАН ОАО "РНИИ "Электронстандарт" 15
4. 2. Результаты испытаний ЭРИ различных партий Рис. 4. Результаты испытаний на рад. стойкость ИПЭ различных партий «Use of COTs Microelectronics in Radiation Environment» , P. S. Winokur et. al. , IEEE Transactions on Nuclear Science, vol. 46, No. 6, Dec. 1999 ОАО "РНИИ "Электронстандарт" 16
Рис. 5. Параметры чувствительности к одиночным событиям ЗУ типа EDI 88130 при испытаниях на протонном ускорителе ПИЯФ РАН (энергия протонов 1 Гэ. В) ОАО "РНИИ "Электронстандарт" 17
5. Результаты анализа перечня ЭРИ ИП, комплектующих изделие 14 К 035 № п/п Аппаратура ЭРИ (всего) ЭРИ (чувствительные к одиночным радиационным событиям SEL, SEU, SEGR) 1 БА ДС 61 10 2 БА КИС 152 13 3 «АМКО-5 М» 3 3 4 14 М 234 (ОСД) 14 4 5 "Степь-Б" 82 15 6 «КАРАТ» 87 13 7 СГК 39 5 8 БИУС-М 49 9 9 БУРД 78 23 10 БАРС-М 90 15 11 БКОД 58 12 12 БОКЗ-М 60 17 6 13 ВРЛ 68 11 14 БССИ 17 7 ВСЕГО 815 146 (17. 9 %) ОАО "РНИИ "Электронстандарт" 18
6. Сертификационные испытания ЭКБ ИП в ИЦ ОАО «РНИИ «Электронстандарт» в 2008 -2009 г. Заказчик испытаний (комплектуемое изделие) Количество выбранных типовых ЭРИ ИП: -Для испытаний на надежность -Для испытаний на радиационную стойкость Из них для испытаний на одиночные радиационные события ОАО РКК «Энергия» (14 Ф 142) Количество ЭРИ ИП, комплектующих аппаратуру ФГУП «ЦНИИ ОАО «Комета» «ИРЗ» (14 Р 512) (14 С 022) ОАО «НПП «Геофизика. Космос» (329 К) 1231 467 238 42 - 110 - 13 97 74 32 13 27 39 13 9 ОАО "РНИИ "Электронстандарт" 19
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ… ОАО "РНИИ "Электронстандарт" 20
Скачать презентацию Организация проведения сертификационных испытаний на радиационную стойкость ЭКБ
презентация по испытаниям.ppt