《塑封微電路老煉過程熱穩定方法研究》是依託清華大學，由王偉明擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：塑封微電路老煉過程熱穩定方法研究
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：王偉明
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
老煉是元器件可靠性評估的重要方法。由於半導體工藝和集成度不斷提高導致器件漏電流及漏功耗的急劇增加，以及最新工藝導致晶片間的參數差異大等原因，老煉時PEM（塑封微電路）可能會出現高結溫及熱失控現象，導致不能有效剔除早期失效且還可能會引入潛在失效。而且，隨著工藝及集成度進一步增加，這個問題會更加突出。從查閱的資料看，國內目前還沒有相關深入研究，國外總體來講也只處於探索階段。. .針對上述問題，本申請擬提出PEM老煉過程精確熱穩定性控制方法，對熱控制相關各影響因素的作用邊界和相互作用規律進行深入研究，建立相應的自適應預測模型，並進行試驗驗證。提出老煉過程熱穩定控制方法，實現晶片溫度高穩態精度和對溫度變化快速的回響能力。除了滿足高可靠領域套用，使進一步提高老煉溫度，縮短老煉時間成為可能，提高產業界生產效率。該研究對器件長壽命工作在軍事、航空航天及植入醫療等高可靠領域具有重要意義。
結題摘要
課題組依據國家自然科學基金申請書內容開展年度工作安排，已完成研究計畫內容。在對PEM老煉過程熱穩定方法研究中，課題組通過仿真和試驗兩種手段對熱溫度控制相關影響因素和相互作用規律進行深入探討，並建立相應的自適應預測模型，實現PEM老煉溫度高穩態精度和對溫度變化快速的回響。在本課題研究中，課題組關注晶片溫度差異對元器件老煉質量的影響，提出PEM老煉時等效熱阻的獲取方法及板級試驗驗證；結合老煉過程熱失控及熱控制方法的調研，提出增加散熱器和加熱器模組以改變等效熱阻的溫度閉環獨立溫控方案，軟體仿真並試驗驗證各參數有效調節範圍以及參數調節量之間不同參數匹配時老煉熱失控的範圍，建立了調節參數和晶片溫度間的仿真模型；在對PEM老煉精確熱穩定控制方法上，通過對比傳統PID算法、改進PID算法控制效果，提出模糊自適應PID控制策略，實現了PEM老煉過程溫度的精確控制，系統穩態精度達到±0.5℃，動態回響時間3分鐘；提出了大規模積體電路在老煉過程中的黑盒結溫獲取方法，並實現老煉過程溫度的精確閉環控制；基於SPICE軟體，建立了老煉系統的仿真模型，並驗證了模型和控制方法的有效性；結合可靠性相關工作需求，增加了國產和進口鉭電容質量對比的研究，以及鉭電容反壓特性的可靠性研究。課題組開展的PEM老煉過程熱穩定方法的研究，使得進一步提高老煉溫度，縮短老煉時間成為可能，提高產業界生產效率，對器件長壽命工作在軍事、航空航天及植入醫療等高可靠領域具有重要意義。
