Стандарт за процедура за изпитване MIL-STD-883F на Министерството на отбраната: Микросхеми, стандарти за изпитване

„Стандартът за метод на изпитване MIL-STD-883F на Министерството на отбраната: Микросхеми, стандарти за изпитване“, разработен от Министерството на отбраната на Съединените щати, описва унифицирани методи, контроли и процедури за тестване на микроелектронни устройства, подходящи за използване във военни и аерокосмически електронни системи. Те включват основни екологични тестове за определяне на устойчивостта на вредните въздействия на природни елементи и условия, обграждащи военните и космическите операции, механични и електрически тестове, процедури за изработка и обучение, както и други контроли и ограничения, считани за необходими, за да се осигури еднакво ниво на качество и надеждност, подходящо за предвидените приложения на тези устройства.

В обхвата на този стандарт терминът „устройства“ включва елементи като монолитни, многочипови, филмови и хибридни микросхеми, микросхемни решетки и елементите, от които са изградени схемите и решетките. Този стандарт се прилага само за микроелектронни устройства. Методите за изпитване, контролите и процедурите, описани тук, са предназначени да служат за различни цели:

• На лабораторно и инструментално ниво, да се идентифицират подходящи условия, които дават резултати от изпитванията, еквивалентни на действителните условия на експлоатация, налични на място, и да се осигури възпроизводимост на резултатите от изпитванията.
• Дефинирането на всички подобни методи за тестване, открити в различни споделени услуги и спецификации на микроелектронни устройства на НАСА, в един стандарт би осигурило еднаквост на тези методи и би довело до икономии на оборудване, работна сила и тестови съоръжения.
• За да се гарантира постоянно качество и надеждност на всички устройства, изследвани по този стандарт, се прилагат физически, електрически и екологични тестове, производствен контрол и ниво на еднаквост в изработката и материалите.

MIL-STD-883F е най-широко признатият и прилаган стандарт за надеждност и качество за микроелектронни устройства, предназначени за употреба във военни, аерокосмически и търговски приложения, изискващи висока надеждност.

Стандартът MIL-STD-883F има три основни класа на съответствие:

• Клас M (преди Клас S): Космически клас, най-висока надеждност (най-нисък процент на повреди на милион части)
• Клас B: Високонадеждни военни приложения.
• Клас H (преди това клас Q): Стандартен военен клас.

Ревизия F представлява основно преструктуриране в сравнение с предишната ревизия. Ключовите промени, въведени в тази последна ревизия, включват:

• Те са разделени на отделни методи за устойчиво тестване (серия 1000 за микросхеми, серия 2000 за MEMS, серия 3000 за хибридни/многочипови модули, серия 5000 за общи процедури)
• Старите таблици за сканиране от „Приложение А“ са премахнати и заменени с препратки към стандарта „MIL-PRF-38535 Производство на интегрални схеми (микрочипове)“ (спецификация на производителността на микрочипове).
• Направени са подобрения в концепцията за сертифициране на технологичния поток и списъка с квалифицирани производители.
• Добавени са нови методи за тестване за развиващите се технологии (напр. тест на ниво пластина, тест за изгаряне на микросхеми, капсуловани в пластмаса).
• Идентификаторите за осигуряване на радиационна устойчивост са изяснени.

Стандартът MIL-STD-883F остава важен поради следните причини:

• Остарели системи: Милиони военни платформи (сателити, ракети) са проектирани с 883 съвместими части и ще изискват подмяна през следващите десетилетия.
• Радиационна устойчивост: Изискванията за радиационна устойчивост в този стандарт все още са глобален еталон за космически радиационни среди.
• Микросхеми с пластмасово покритие: Метод 5011 предоставя единствения широко приет военен квалификационен път за търговски пластмасови части във военни системи.
• Надеждност на веригата за доставки: Въз основа на този метод за тестване, QML-38535 продължава да бъде златният стандарт за сертифициране за надеждни леярни за микроелектроника.

Двадесет и една години след първоначалното си публикуване, MIL-STD-883F остава безспорният гръбнак на осигуряването на надеждност на военната и аерокосмическата микроелектроника.

Стандартът MIL-STD-883F разделя методите за изпитване на отделни серии за по-лесна поддръжка и се фокусира върху специфични микроелектронни технологии. Тези методи обхващат екологични, механични, електрически, производствени и процедурни тестове, за да се гарантира надеждността във военни и аерокосмически приложения. Този стандарт е разделен на следните раздели:

• Серия 1000: Общи тестове за микросхеми, свързани с въздействието на околната среда. Те оценяват устойчивостта на микросхеми на природни фактори като температура, влажност и надморска височина.
• 1001 Барометрично налягане, намалено (работа на голяма надморска височина): Симулира условия на голяма надморска височина/ниско налягане.
• 1002 Влажност, стабилно състояние: Оценява устойчивостта на влага при контролирани условия на влажност.
• 1003 Температура на запояване: Тества устойчивост на температури на запояване.
• 1004 Устойчивост на влажност: Циклични промени в температурата/влажността, комбинирани с отклонение.
• 1005 Живот в стационарно състояние: Ускорен тест за живот при висока температура и напрежение.
• 1007 Междинни електрически параметри: Измерва параметри по време на стрес от околната среда.
• 1008 Ускорение (центрофуга): Тества структурната цялост при високи g-сили.
• 1010 Температурен цикъл: Термичен шок между изключително високи и изключително ниски температури.
• 1011 Термичен шок: Бързи температурни промени.
• 1014 Теч (фин и едър теч): Проверява херметичността срещу течове.
• 1015 цикъла на зареждане-разреждане: За акумулаторни батерии
• 1016 Конфигурация: Не е тест, а заместител за специфични за устройството конфигурации.
• 1018¹⁸ Йонизиращо лъчение (обща доза): Радиационна толерантност за космически приложения.
• 1019 Повреда от изместване (радиация): Ефекти от изместване на решетката.
• 1020 Мощност на дозата: Изпитване за радиация с висока мощност на дозата.
• 1021 Заключване: Податливост към заключване, предизвикано от радиация.
• 1023 Ефекти от единични събития: Разрушаване, горене или инциденти, причинени от единични частици.
• Серия 2000: Механични и производствени тестове за микросхеми. Те се фокусират върху физическата цялост, качеството на сглобяване и повреди при транспортиране.
• 2001 Механичен удар: Висока устойчивост на удар.
• 2002 Ускорение в стационарно състояние: Ефекти от ускорението в стационарно състояние.
• 2003: Спояемост: Гарантира, че проводниците могат да бъдат надеждно запоени.
• 2004 Устойчивост на топлина при запояване: Функционалност след запояване.
• 2005 Вибрации с променлива честота: Изпитване за синусоидални вибрации.
• 2006 г. Срок на експлоатация: Устойчивост при работа под напрежение.
• 2007 Неработеща вибрация (случайна): Профили на случайни вибрации.
• 2009 Външна визуална проверка: Дефекти по външната опаковка.
• 2010 Вътрешна визуална проверка (преди отваряне на капака): Качество на матрицата и свързващите проводници.
• 2012 Рентгенографско изследване: Рентгенова снимка за вътрешни кухини/пукнатини.
• 2013 Сканираща електронна микроскопия: Изображения с висока резолюция за дефекти.
• Вътрешна визуална проверка за хибридни/многочипови модули (MCM) от 2017 г.: Качество на многочиповите модули.
• 2018 Цялостност на метализацията на взаимосвързването: Инспекция на непланарен оксид.
• 2020 Откриване на шум от удар на частици: Открива хлабави частици.
• 2022 Спояемост на лентови накрайници: За плоски накрайници с ширина до 1,27 мм.
• Полагане на оптични влакна 2027: Здравина на оптичните връзки.
• Серия 3000: Електрически тестове за микросхеми. Те оценяват електрическите характеристики и производителността под напрежение.
• 3001 Електрическа характеристика: Основни DC/AC параметри.
• 3005 Анализ на повреди и дефекти: Разследване на първопричината.
• 3008 Опъване на сачмен лагер: Якост на свързване на проводника.
• 3009 Срязване на сферични съединения: Сила на срязване върху съединенията.
• 3010 Спояемост (потапяне и наблюдение): Визуално омокряне на спойка.
• 3014 Условия на натоварване: Изходен капацитет на задвижването.
• 3015 Напрежение и ток: Толеранс на захранването
• 3019 Заземяване и импеданс на захранването: За цифрови корпуси.
• 3020 Ниско ниво на изходен ток на утечка с висок импеданс (изключено състояние): Утечка в изключено състояние.
• Серия 5000: Квалификация, скрининг и общи процедури. Те се фокусират върху съответствие на високо ниво и контрол на процесите:
• 5004 Процедури за скрининг (класове H, B, M): 100% скрининг потоци.
• 5005 Одити за качество и съответствие: Изисквания на QML.
• 5010 Опаковане и боравене с микросхеми: ESD и контрол на транспорта.
• 5011 PEM квалификация: За микросхеми, капсуловани в пластмаса, за военна употреба.

В продължение на много години нашата организация, със своя компетентен и опитен персонал, разбира нуждите на своите клиенти, предоставяйки им необходимите съвременни услуги за тестване и подпомагайки ги при създаването, внедряването и подобряването на системите за управление. В тази рамка ние също така предоставяме услуги за тестване на бизнеса в съответствие със „Стандарт за метод за тестване на Министерството на отбраната MIL-STD-883F: Микросхеми, стандарти за тестване“.