Обзор исследований физики отказов для оценки показателей надежности радиоэлектронных приборов современных РЛС / Review of Studies on the Physics of Failures for Reliability Assessment of Electronic Devices Modern Radar

Сидняев Н. И. / Sidnyaev, N. I.
Московский государственный тех- нический университет им. Н. Э. Баумана / Bauman Moscow State Technical University
Выпуск в базе РИНЦ
DOI: 10.25210/jfop-1702-004052

Сидняев Н. И. Обзор исследований физики отказов для оценки показателей надежности радиоэлектронных приборов современных РЛС // Физические основы приборостроения. 2017. Т. 6. № 2(24). С. 4–52.
Sidnyaev, N. I. Review of Studies on the Physics of Failures for Reliability Assessment of Electronic Devices Modern Radar // Physical Bases of Instrumentation. 2017. Vol. 6. No. 2(24). P. 4–52.


Аннотация: Обзор посвящен вопросам повышения эффективности и надежности радиоэлектронного оборудования. Про- веден анализ существующих отечественных и зарубеж- ных методических подходов при испытании радиоэлек- тронных устройств (РЭУ), физики отказов с точки зре- ния оценки показателей надежности. Изложены аспекты случайных процессов в теории надежности, наработка на отказ и интенсивность отказов. Показаны области безопасной работы РЭУ, механизмы деградаци- онных отказов. Обоснованы основные факторы физиче- ской надежности мощных силовых микросхем и методы прогнозирования отказов полупроводниковых прибо- ров при помощи дробного дифференцирования. Прове- ден системный анализ эффективных методов стабили- зации поверхностного заряда в электронных структу- рах, моделей усталостного разрушения контактных сое- динений в полупроводниковых приборах, микроскопи- ческих контактов алюминиевого проводника в интегральных схемах (ИС), механизма отказа алюмини- евых межсоединений в ИС, токопроводящих элементов ИС в зависимости от конструктивных особенностей и технологических режимов. Изложены механизмы отказа мощных СВЧ транзисторов при рассогласовании. Проведена оценка влияния ионизирующих излучений на деградацию электрических параметров интеграль- ных логических схем, воздействия радиации на избы- точные шумы ИС с целью выявления дефектных прибо- ров РЭУ, а также доотказовой деградации арсенидогал- лиевых полупроводниковых приборов. Отказы кремни- евых планарных транзисторов изучены с использова- нием гамма-обработки. Систематизированы механизмы старения керметных резисторов. Определены параме- трические отказы непроволочных переменных рези- сторов и методы определения влияющих факторов физического прогнозирования. Неоднородные элек- трические поля показаны как причина отказа высоко- вольтных керамических малогабаритных конденсато- ров. Проведен анализ термоупругих напряжений с точки зрения механической деструкции и отказов высо- ковольтных высокочастотных керамических конденса- торов, механизмов нарушения электрической прочно- сти керамических конденсаторов высокого напряже- ния. Обоснована целесообразность совершенствования и внедрения РЭУ в разрабатываемый комплекс государ- ственных стандартов для проектирования РЛС.

Abstract: The review is devoted to the problems of improving the efficiency and reliability of electronic equipment. The analysis of existing domestic and foreign methods and procedures for testing electronic devices (ТED), failure physics from the point of view of an estimation of indicators of reliability. Describes aspects of stochastic processes in the theory of reliability, time to failure and failure rate. Shows the safe operating area of ТED, the degradation mechanisms of failures. The main physical factors of reliability of power circuits and methods for predicting failures of semiconductor devices using fractional dierentiation. A systematic analysis of the effective methods of stabilization of surface charge in electronic structures, models of fatigue fracture contact connections in semiconductor devices, microscopic aluminum conductor contacts in integrated circuits (IS), themechanismoffailureofaluminuminterconnects in IC, the conductive elements of IP, depending on design features and technological regimes. Described failure mechanisms high-power microwave transistors at the misalignment. The estimation of influence of ionizing radiation on the degradation of electrical parameters of integrated logic circuits, radiation exposure to excessive noise integrated circuits for the purpose of identifying defective devices REU, as well as goodenovii degradation arsenicalis semiconductor devices. The failure of silicon planar transistors studied using gamma processing. Systematic mechanisms of aging cermet resistors. Defined parametric failures neprosadochnyh variable resistors and methods for determining the influencing factors of physical prediction. Non-uniform electric field are shown as the cause of failure of high voltage ceramic small capacitors. The analysis of thermoelastic stresses from the point of view of mechanical degradation and failure of high- voltage high-frequency ceramic capacitors, mechanisms of violation of electric strength of ceramic high voltage capacitors. The expediency and areas for improvement and implementation of REU in currently developed a set of state standards for the design of the radar.

Ключевые слова: теория, случайные про- цессы, отказ, интенсивность отказов, безопасность, деградация, микросхемы, разрушение, соединение, эле- менты, нагрузка, дефекты, старение, качество, анализ, reliability, theory, random processes, failure, failure rate, safety, degradation, chip, fracture, compound, elements, load, defects, aging, quality, теория


Литература / References