《电子技术应用》
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一种电子标签的加速寿命试验可靠性预测方法研究
电子技术应用
付利莉1,2,董雪鹤1,2,牛长胜1,2,梁昭庆1,2,白雪松1,2,崔岚1,2
1.北京智芯微电子科技有限公司; 2.国家电网有限公司
摘要: 随着微电子元器件设计能力和工艺技术的不断发展,器件的可靠性和寿命不断增加。射频识别电子标签具有需求量大、应用范围广、地域(使用温度)跨度大等特点,这就对产品本身的可靠性提出了较高的要求,研究器件在高低温下的退化特性具有重要的现实意义。基于Arrhenius理论提出了一种快速计算电子标签激活能的方法,对电子标签进行短时间的寿命加速试验,通过标签电场强度性能的退化数据预测寿命情况,快速求解电子标签的激活能,进而计算出不同温度条件下的加速因子,为电子标签在不同寿命评价标准下的加速试验时间提供理论依据。
中图分类号:TP212 文献标志码:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.234633
中文引用格式: 付利莉,董雪鹤,牛长胜,等. 一种电子标签的加速寿命试验可靠性预测方法研究[J]. 电子技术应用,2024,50(4):92-96.
英文引用格式: Fu Lili,Dong Xuehe,Niu Changsheng,et al. The research on accelerated life test reliability prediction method for electronic tags[J]. Application of Electronic Technique,2024,50(4):92-96.
The research on accelerated life test reliability prediction method for electronic tags
Fu Lili1,2,Dong Xuehe1,2,Niu Changsheng1,2,Liang Zhaoqing1,2,Bai Xuesong1,2,Cui Lan1,2
1.Beijing Chip Microelectronics Technology Co., Ltd.; 2.State Grid Corporation of China
Abstract: With the continuous development of microelectronic components design capability and process technology, the reliability and life of the device is increasing. Radio Frequency Identification (RFID) tags are characterized by high demand, wide range of applications, and wide geographical (use temperature) span, which puts high demands on the reliability of the product, and it is of great practical significance to study the degradation characteristics at high and low temperatures. Based on Arrhenius theory, this paper proposes a method to quickly calculate the activation energy of electronic tags, to carry out a short time life acceleration test on electronic tags, to predict the life situation through the degradation data of the tag's electric field strength performance, to quickly solve the value of activation energy of the electronic tags, and then to calculate the acceleration factor under different temperature conditions, which provides a theoretical basis for the accelerated test time for electronic tags under different life evaluation standards.
Key words : lifetime acceleration;activation energy;degradation of performance;quick calculation

引言

近年来,微电子器件及产品的应用领域不断扩大、性能要求不断提升,其可靠性及寿命特性越来越成为制约微电子产品性能的关键因素。自20世纪80年代开始,电子器件可靠性水平快速提升,我国半导体分立器件以及CMOS集成电路等板卡级产品的平均失效率在2000年时已达到10-8器件小时和10-7器件小时[1]。设计与工艺水平的不断发展使得失效率不断降低,同时也极大地增加了可靠性寿命的试验时间。通常情况,失效率低于10-6器件小时的电子产品,寿命试验在适当加速状态下的试验时间都需要数千小时,可见如何缩短寿命试验时间,降低时间、人力成本,是电子产品可靠性评价过程中必须解决的问题。

目前,各国都制定了针对电子元器件及产品的可靠性加速寿命试验的通用标准,Arrhenius理论模型是公认的、使用最为广泛的失效分析模型。使用该模型对某一试验条件的加速因子进行计算时,激活能Ea的数值是非常关键的参数,它表征着器件或产品受温度条件影响下的失效速率和敏感程度,对寿命可靠性的预测和试验加速因子的计算至关重要。微电子工艺界公认的参考值为0.5 eV~0.7 eV[2],但对于不同类别、不同失效机理、不同功能甚至不同工艺水平生产线的产品,直接使用统一的激活能参考数值并不准确。关于激活能的计算,章晓文等[3]采用了系统中各组成元器件的激活能加权计算的方法,以获得整个系统的激活能。这种方法需清晰地了解系统中各组成器件的激活能,且各器件的失效分布必须是相互独立的;雷庭等[4]基于试验数据的威布尔分布拟合法预测可靠性参数,进一步确定了激活能的取值,但此方法需要较长时间的试验,且需要获得一定数量的失效样品作为数据支撑。电子标签产品是集电子芯片、天线电路、邦定连接金属线等于一身的系统产品,各部分激活能均是未知的参数,更不能直接使用参考数值,且短时间试验难以获得失效样品。因此,本文提出一种快速计算电子标签的激活能的适用方法,以用于其寿命试验与研究。


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http://www.chinaaet.com/resource/share/2000005955


作者信息:

付利莉1,2,董雪鹤1,2,牛长胜1,2,梁昭庆1,2,白雪松1,2,崔岚1,2

(1.北京智芯微电子科技有限公司,北京 100090; 2.国家电网有限公司,北京 100031)


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