AD、DA转换器动态老化技术研究.pdfVIP

胡波，邢宗锋

（中国电子科技集团公司第二十四研究所，重庆４０００６０）

摘要：老化筛选技术是集成电路产品可靠性保障的重要手段．针对ＡＤ／ＤＡ转换器的动态

老化技术特点，介绍了当前老化技术发展的概况，结合Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ转换器的动态老化技术指

标，提出了动态老化试验平台建立的方案。

关键词：动态老化；ＡｌＸ扮ＡＣ；信号频率

１引言

老化是一种能够将产品早期故障剔除的无损筛选试验技术。集成电路的老化过程实质上就是通

过对其施加应力，加速其内部潜在缺陷暴露的过程。经过老化，可以使有缺陷的集成电路在上机使

用前失效，从而保证了集成电路最终的使用可靠性。老化的作用主要有两方面，一是剔除有缺陷的、

可能发生早期失效的产品，保证产品的使用可靠性：－－是评估和比较不同产品的质量和可靠性水平Ⅱ３。

Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ转换器是实现军用电子装备的数字化、多能化、高速化和自动化的核心微电子元器

件，是实现武器装备信息化、高可靠的基础。近年来，国家通过各种途径，大力扶持Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ转

换器产品的研发，已相继研制出了具有国际水平的ＡＤＣ／ＤＡＣ产品。但是，在产品的质量、可靠性

和批量化方面，国产ＡＤＣ／ＤＡＣ产品质量和可靠性评价技术研究相对滞后，特别是在老化筛选试验

方面，目前，相当多产品老化仍采用静态方式进行，与器件实际的动态工作条件不～致，老化应力

强度和老化效果完全没有可比性，对淘汰早期失效产品有一定影响。同时，老化过程中的在线监测

技术的缺乏，也使研究人员无法掌握产品的老化状态变化数据，无法对通过老化试验的ＡＤＣ／ＤＡＣ

产品的质量和可靠性水平进行准确的描述和评估。所以，进行动态老化试验技术的研究，成为集成

电路质量和可靠性评估急需解决的问题之一。基于这样的技术需求，本文通过跟踪动态老化技术发

展，结合常规ＡＤＣ／ＤＡＣ老化要求，提出ＡＤＣ／ＤＡＣ动态老化试验平台的构建方案。

２老化技术的发展

老化技术是一个传统的试验技术，起源于２０世纪７０年代，８０年代初己形成标准，如在世界上

影响较大的ＭＩＬ—ＳＴＤ．８８３方法１０１５（集成电路可靠性筛选规范）。集成电路的老化技术在国外开展的

比较早，主要集中在集成电路器件厂及专业老化测试服务公司。在我国，集成电路的老化筛选主要

集中在国家专业研究所和整机厂进行老化筛选。

Ｍ几－ＳＴＤ一８８３标准的方法１０１５．５对老化筛选试验的目的、设备、方法、试验条件、试验

及试验设备的检查等提出了严格的要求。如要求提供插座或安装方式，使老化器件有牢固的电连接，

且这种连接应设计成不用传导方式来散热；规定暴露在试验箱工作区的所有器件最低环境温度至少

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为１２５℃；要求设备应在试验温度下，在试验开始和结束后均应检查每个老化器件一个或几个输出端

功能是否正常，以确保所有老化器件在试验时施加规定的试验条件［２］。方法规定常用的试验包括：

１）．静态老化试验（Ｓｔａｔｉｃ

Ｂｕｒｎ．ｉｎ），即试验条件Ａ；静态老化的基本依据是诱发与杂质污染有关的失

效机制，在高温下维持一个稳定的偏压，以加速杂质迁移到器件表面。静态老化时，在器件上接上

ｖｃｃ、电源和地，并在其它管脚与Ｖｅｃ之问接入电阻，使输入晶体管反偏而为输出电路加上负载。

２）．动态老化试验（ＤｙｎａＢｕｒｎ．ｉｎ），即试验条件ｍｉｃＤ；动态老化时，同样在器件上接上Ｖｃｃ、电源和

地，在输出管脚与Ｖｃｃ之间接入电阻，而在输入管脚加入适当时钟信号来激励，规定激励信号频率

不低于６０Ｈｚ，施加热电应力老化数小时。与静态老化相比，动态老化考验器件内部节点、电介质、

导电通路的电气特性，能更有效地激发潜伏的致命因素。

３）．最近又发展了一种更有效的试验方法一老化中测试（Ｔｅｓｔ－ｄｕｒｉｎｇ—ｂｕｒｎ－ｉｎ），已为许多厂家

用。ＴＤＢＩ要求在整个老化试验过程中，可以检测老化板上每一器件所有管脚的输入激励信号和输出

信号，对每一个老化器件进行功能测试。

３Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ转换器动态老化的技术要求

３．１高温动态老化的理论依据

高温动态老化过程实质上就是通过模拟产品的实际使用状态，施加高应力，加速其内部潜在缺陷

暴露的过程。通过增加温度或偏压，或者两者都增加（封装的缺陷主要由温度来激活，而氧化物缺陷

需要温度和偏压来激活），达到缩短老化时间，可以减少老化成本。目前被广泛采用的有