Стандарт MIL-STD-883F Министерства обороны США по процедурам испытаний: микросхемы, стандарты испытаний.

Стандарт «MIL-STD-883F Министерства обороны США по методам испытаний микросхем» описывает единые методы, средства контроля и процедуры тестирования микроэлектронных устройств, пригодных для использования в военных и аэрокосмических электронных системах. К ним относятся базовые испытания на воздействие окружающей среды для определения устойчивости к вредному воздействию природных элементов и условий, окружающих военные и космические операции, механические и электрические испытания, процедуры контроля качества и обучения, а также другие меры контроля и ограничения, необходимые для обеспечения единого уровня качества и надежности, соответствующего предполагаемому применению этих устройств.

В рамках данного стандарта термин «устройства» включает такие элементы, как монолитные, многокристальные, пленочные и гибридные микросхемы, микросхемные матрицы, а также элементы, из которых строятся схемы и матрицы. Данный стандарт применяется только к микроэлектронным устройствам. Описанные здесь методы испытаний, средства контроля и процедуры предназначены для различных целей:

• На лабораторном и приборном уровнях необходимо определить подходящие условия, обеспечивающие результаты испытаний, эквивалентные реальным условиям эксплуатации в полевых условиях, а также гарантировать воспроизводимость результатов испытаний.
• Объединение всех аналогичных методов испытаний, используемых в различных общих службах и в спецификациях НАСА по микроэлектронным устройствам, в единый стандарт обеспечит единообразие этих методов и приведет к экономии на оборудовании, рабочей силе и испытательных установках.
• Для обеспечения стабильного качества и надежности всех устройств, проверенных в соответствии с данным стандартом, применяются физические, электрические и экологические испытания, производственный контроль, а также определенный уровень единообразия в качестве изготовления и используемых материалах.

MIL-STD-883F — это наиболее широко признанный и применяемый стандарт надежности и качества для микроэлектронных устройств, предназначенных для использования в военной, аэрокосмической и коммерческой отраслях, требующих высокой надежности.

Стандарт MIL-STD-883F имеет три основных класса соответствия:

• Класс M (ранее класс S): Космический уровень надежности, наивысшая надежность (наименьший процент отказов на миллион деталей).
• Класс B: Высоконадежные решения для военных применений.
• Класс H (ранее класс Q): Стандартный воинский класс.

Версия F представляет собой масштабную реструктуризацию по сравнению с предыдущей версией. Ключевые изменения, внесенные в эту последнюю версию, включают:

• Они разделены на отдельные устойчивые методы тестирования (серия 1000 для микросхем, серия 2000 для MEMS, серия 3000 для гибридных/многокристальных модулей, серия 5000 для общих процедур).
• Старые таблицы сканирования из «Приложения А» были удалены и заменены ссылками на стандарт «MIL-PRF-38535 Производство интегральных схем (микросхем)» (технические характеристики микросхем).
• Внесены улучшения в концепцию сертификации технологических потоков и в список квалифицированных производителей.
• Введены новые методы тестирования для развивающихся технологий (например, тестирование на уровне пластины, тестирование на выгорание микросхем в пластиковом корпусе).
• Уточнены идентификаторы, обеспечивающие радиационную стойкость.

Стандарт MIL-STD-883F остается важным по следующим причинам:

• Устаревшие системы: Миллионы военных платформ (спутники, ракеты) разработаны с использованием совместимых с 883 компонентами и потребуют замены в течение следующих десятилетий.
• Радиационная стойкость: Требования к радиационной стойкости, изложенные в этом стандарте, по-прежнему являются мировым эталоном для условий космического излучения.
• Микросхемы с пластиковым покрытием: Метод 5011 представляет собой единственный широко признанный в военных целях путь квалификации коммерческих пластиковых деталей в военных системах.
• Надежность цепочки поставок: на основе этого метода тестирования сертификация QML-38535 продолжает оставаться золотым стандартом для надежных предприятий по производству микроэлектроники.

Спустя двадцать один год после первой публикации стандарт MIL-STD-883F остается бесспорной основой обеспечения надежности микроэлектроники военного и аэрокосмического назначения.

Стандарт MIL-STD-883F разделяет методы испытаний на отдельные серии для удобства обслуживания и фокусируется на конкретных микроэлектронных технологиях. Эти методы включают в себя экологические, механические, электрические, производственные и процедурные испытания для обеспечения надежности в военных и аэрокосмических приложениях. Данный стандарт разделен на следующие разделы:

• Серия 1000: Общие экологические испытания микросхем. Они оценивают устойчивость к воздействию природных факторов, таких как температура, влажность и высота над уровнем моря.
• 1001 Пониженное барометрическое давление (работа на большой высоте): имитирует условия большой высоты/низкого давления.
• 1002 Влажность, стационарное состояние: Оценка устойчивости к влажности в контролируемых условиях влажности.
• 1003 Температура пайки: Проверяет устойчивость к температурам пайки.
• 1004 Устойчивость к влажности: Циклические изменения температуры/влажности в сочетании с воздействием напряжения.
• 1005. Срок службы в установившемся режиме: ускоренное испытание на долговечность при высоких температурах и напряжениях.
• 1007 Промежуточные электрические параметры: Измерение параметров в условиях воздействия окружающей среды.
• 1008 Ускорение (центрифуга): Проверка структурной целостности при высоких перегрузках.
• 1010 Температурный цикл: Термический шок при переходе от экстремально высоких к экстремально низким температурам.
• 1011 Термический шок: резкие перепады температуры.
• 1014. Проверка герметичности (мелкая и крупная утечка): подтверждает герметичность и отсутствие протечек.
• 1015 циклов зарядки-разрядки: для перезаряжаемых батарей
• 1016 Конфигурация: Не тест, а заполнитель для конфигураций, специфичных для устройства.
• 1018¹⁸ Ионизирующее излучение (суммарная доза): допустимый уровень радиации для применения в космосе.
• 1019 Повреждение, вызванное смещением (радиацией): эффекты смещения решетки.
• 1020 Мощность дозы: Испытание на высокодозное облучение.
• 1021 Блокировка: Восприимчивость к блокировке, вызванной излучением.
• 1023. Эффекты от единичных событий: разрушение, возгорание или инциденты, вызванные отдельными частицами.
• Серия 2000: Механические и производственные испытания микросхем. Основное внимание уделяется физической целостности, качеству сборки и повреждениям при транспортировке.
• 2001 Механический удар: Высокая ударопрочность.
• 2002. Ускорение в стационарном режиме: эффекты ускорения в стационарном режиме.
• 2003: Паяемость: Обеспечивает надежную пайку выводов.
• 2004 Устойчивость к теплу при пайке: Функциональность после пайки.
• 2005. Вибрация с переменной частотой: испытание синусоидальной вибрацией.
• 2006 Срок службы: Долговечность при работе под напряжением.
• 2007 Нерабочие вибрации (случайные): Профили случайных вибраций.
• 2009 Внешний визуальный осмотр: Дефекты внешней упаковки.
• Внутренний визуальный осмотр (перед открытием крышки) в 2010 году: качество пресс-формы и соединительной проволоки.
• Рентгенологическое исследование 2012 года: рентгенография для выявления внутренних полостей/трещин.
• 2013 Сканирующая электронная микроскопия: визуализация дефектов с высоким разрешением.
• Внутренний визуальный осмотр гибридных/многокристальных модулей (MCM) 2017 года: качество многокристальных модулей.
• 2018 Целостность металлизации межсоединений: Неплоский контроль оксидных покрытий.
• Обнаружение шума от ударов частиц (2020): Обнаруживает незакрепленные частицы.
• 2022. Паяемость наконечников ленточных электродов: для плоских наконечников шириной до 1,27 мм.
• Прокладка волоконно-оптических кабелей 2027: Прочность волоконно-оптических соединений.
• Серия 3000: Электрические испытания микросхем. Эти испытания позволяют оценить электрические характеристики и рабочие параметры под напряжением.
• 3001 Электрическая характеристика: основные параметры постоянного и переменного тока.
• 3005 Анализ неисправностей и дефектов: Выявление первопричин.
• 3008. Износ шарикоподшипника: прочность соединения проволоки.
• 3009 Сдвиг в шаровом шарнире: Сдвиговая сила, действующая на шарниры.
• 3010 Паяемость (осмотр методом погружения): Визуальное смачивание припоя.
• 3014 Условия нагрузки: Мощность выходного привода.
• 3015 Напряжение и ток: Допуск питания
• 3019 Сопротивление заземления и питания: для цифровых устройств.
• 3020 Высокоимпедансный (в выключенном состоянии) низкоуровневый ток утечки на выходе: утечка в выключенном состоянии.
• Серия 5000: Квалификация, проверка и общие процедуры. Они ориентированы на высокий уровень соответствия требованиям и контроль производственных процессов:
• 5004 Процедуры скрининга (классы H, B, M): 100% потоки скрининга.
• 5005 Аудиты качества и соответствия: требования QML.
• 5010 Упаковка и обращение с микросхемами: защита от электростатического разряда и контроль при транспортировке.
• Квалификация 5011 PEM: для микросхем в пластиковом корпусе, предназначенных для военного применения.

На протяжении многих лет наша организация, располагающая компетентным и опытным персоналом, понимает потребности своих клиентов, предоставляет им необходимые передовые услуги по тестированию и помогает в создании, внедрении и совершенствовании систем управления. В рамках этой деятельности мы также предоставляем предприятиям услуги по тестированию в соответствии со стандартом Министерства обороны США «MIL-STD-883F: Микросхемы, стандарты тестирования».