Fiabilité
Apprenez les bases de la fiabilité des semi-conducteurs (courbe en baignoire, électromigration, MTBF) avec des QCM.
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Fiabilité : points clés
La fiabilité est l'aptitude d'un produit à continuer de fonctionner dans des conditions données pendant une durée donnée. L'évolution du taux de défaillance dans le temps est décrite par la courbe en baignoire, composée des périodes de défaillances précoces, de défaillances aléatoires et d'usure.
Parmi les mécanismes de défaillance propres aux semi-conducteurs figurent l'électromigration dans les interconnexions, le claquage diélectrique dépendant du temps (TDDB) des isolants de grille et la dégradation des caractéristiques des transistors. Les essais accélérés permettent d'estimer la durée de vie en peu de temps.
Toutes les questions sur Fiabilité (50)
- Quelle combinaison des trois périodes constituant la courbe en baignoire, qui représente l'évolution du taux de défaillance dans le temps, est correcte ?
- Quelle description de l'électromigration est correcte ?
- Quelle description du MTBF (temps moyen entre défaillances) est correcte ?
- Dans les essais accélérés qui élèvent la température pour raccourcir la durée des essais de durée de vie, quel modèle est couramment utilisé pour exprimer la relation entre température et durée de vie ?
- Quelle description du TDDB (claquage diélectrique dépendant du temps) est correcte ?
- Quelle signification de l'unité de taux de défaillance FIT est correcte ?
- Quelles défaillances l'essai de cyclage thermique évalue-t-il principalement ?
- Que place-t-on sur les broches d'entrée-sortie d'un LSI comme mesure contre les ESD (décharges électrostatiques) ?
- Quel phénomène de dégradation voit la valeur absolue de la tension de seuil d'un transistor pMOS augmenter progressivement sous l'application continue d'une tension de grille négative et d'une température élevée ?
- Quelle description du latch-up des circuits CMOS est correcte ?
- Quel phénomène dégrade les caractéristiques d'un transistor lorsque des porteurs accélérés par le champ intense près du drain sont injectés dans l'isolant de grille ?
- Quelles défaillances les essais sous polarisation en chaleur humide (THB ou HAST) évaluent-ils principalement ?
- Quelle distribution, couramment utilisée pour l'analyse des données de fiabilité, permet de représenter selon la valeur de son paramètre de forme les défaillances précoces, aléatoires et d'usure ?
- Quel phénomène voit, même sans courant, les atomes métalliques se déplacer sous l'effet des contraintes internes d'une interconnexion et former des vides ?
- Comment appelle-t-on le phénomène par lequel des cristaux métalliques aciculaires croissent à la surface d'un dépôt d'étain et court-circuitent la borne voisine ?
- Quel essai de fiabilité typique fait fonctionner le produit longtemps à haute température pour évaluer sa durée de vie et son taux de défaillance ?
- Pour un mécanisme de défaillance d'énergie d'activation 0,7 eV, quel est approximativement le facteur d'accélération à 125 ℃ par rapport à 55 ℃ selon le modèle d'Arrhenius ? (constante de Boltzmann 8,6×10⁻⁵ eV/K)
- Quelle démarche générale d'analyse de défaillance est correcte ?
- Quel est le nom usuel du phénomène par lequel, à la jonction entre un fil d'or et un plot d'aluminium, un stockage prolongé à haute température fait croître des composés intermétalliques et des vides qui réduisent la tenue de la soudure ?
- Dans quel environnement le taux d'erreurs logicielles dues aux neutrons issus du rayonnement cosmique est-il plus élevé ?
- Quelle norme est largement utilisée comme référence pour les essais de fiabilité des circuits intégrés automobiles ?
- Pour un taux de défaillance λ constant, quelle expression donne la probabilité de ne pas défaillir jusqu'au temps t (fiabilité) R(t) ?
- Quel est le temps moyen avant défaillance (MTTF) d'un composant dont le taux de défaillance est constant et vaut 1×10⁻⁵ /heure ?
- Quelle est la fiabilité d'un système de deux composants de fiabilité 0,9 montés en parallèle, qui fonctionne tant que l'un d'eux fonctionne ?
- Quelle est la fiabilité d'un système de deux composants de fiabilité 0,9 montés en série, qui ne fonctionne que si les deux fonctionnent ?
- Pourquoi l'évaluation de la durée de vie TDDB applique-t-elle une tension supérieure à la tension réelle d'utilisation ?
- Pour les appareils portables comme les smartphones, quel essai est particulièrement important pour évaluer la fiabilité des joints de brasure ?
- Quelle défaillance peut survenir lorsque l'électromigration crée une excroissance (hillock) sur une interconnexion ?
- Quelles conditions d'essai de fiabilité sont appropriées pour garantir statistiquement un taux de défaillance très faible ?
- Comment appelle-t-on, dans un oxyde de grille mince, le claquage léger où le courant de fuite augmente par paliers avant la perte totale d'isolation ?
- Dans la classification des défaillances, quelle combinaison de termes désigne correctement « la défaillance où la fonction est soudainement et totalement perdue » et « la défaillance où les caractéristiques dérivent progressivement hors spécification » ?
- Quel est l'ordre de grandeur le plus proche de la durée d'utilisation souvent prise en compte dans la conception en fiabilité des produits semi-conducteurs grand public ?
- Pour un même semi-conducteur, quelle description des niveaux de fiabilité exigés pour l'électronique grand public et pour l'automobile est correcte ?
- D'après la règle empirique couramment utilisée pour de nombreuses réactions chimiques et dégradations, « une hausse de 10 ℃ double environ la vitesse de réaction », que devient approximativement la durée de vie si l'on abaisse la température d'utilisation de 10 ℃ ?
- Quel est l'objectif principal de la collecte et de l'analyse des informations sur les défaillances des produits en service sur le marché (défaillances terrain) ?
- Parmi les modèles d'essai de tenue aux ESD (décharges électrostatiques), quelle combinaison de noms désigne correctement « la décharge lorsqu'une personne chargée touche une broche du CI » et « la décharge lorsque le CI lui-même est chargé et que sa broche touche un métal » ?
- Quel modèle fondé sur la thermodynamique représente l'accélération de la durée de vie en intégrant, outre la température, l'effet de plusieurs contraintes comme l'humidité ou la tension ?
- Quel modèle exprime la durée de vie en fatigue des joints de brasure sous cyclage thermique par la relation entre l'amplitude thermique (amplitude de déformation) et le nombre de cycles ?
- Dans les essais de durée de vie en électromigration, quelle distribution statistique est couramment utilisée pour représenter la distribution des temps jusqu'à défaillance de nombreuses interconnexions ?
- Comment appelle-t-on, notamment dans l'automobile, la synthèse des conditions de température, de tension et de durée de fonctionnement auxquelles un produit est exposé pendant sa durée de vie ?
- En utilisant 10 000 composants de taux de défaillance 100 FIT, quelle valeur est la plus proche de l'espérance du nombre de défaillances en un an (environ 8 760 heures) ? (1 FIT = une défaillance pour 10⁹ heures)
- Comment appelle-t-on le phénomène où, sur une carte imprimée en environnement humide, un métal (argent, cuivre, etc.) se dissout sous forme d'ions entre des électrodes sous tension, migre et se dépose en dendrites, provoquant un court-circuit ?
- Comment appelle-t-on la dégradation par laquelle la tension de seuil d'un transistor nMOS High-k/grille métallique dérive sous l'application continue d'une tension de grille positive et d'une température élevée ?
- Dans la conception des LSI avancés, comment appelle-t-on la démarche qui anticipe la dégradation des transistors par BTI ou HCI pendant la durée d'utilisation et vérifie que les contraintes temporelles restent satisfaites avec les caractéristiques dégradées ?
- Pour estimer la durée de vie en utilisation réelle à partir d'essais en chaleur humide, quel modèle exprime couramment l'effet de l'humidité par une puissance de l'humidité relative ?
- Pour la durée de vie au claquage des isolants de grille, pourquoi faut-il tenir compte de la différence entre la surface des structures d'essai et la surface totale de grille de la puce réelle ?
- Lorsque l'électromigration due à de forts courants pose problème dans les billes de brasure des puces retournées (flip chip), quel emplacement est connu pour être particulièrement sujet aux défaillances ?
- Pour la dégradation BTI, quelle précaution d'évaluation découlant de la récupération partielle de la variation de tension de seuil après suppression de la contrainte est correcte ?
- Quelle méthode est correcte pour évaluer en peu de temps la sensibilité aux erreurs logicielles dues aux neutrons cosmiques, en appliquant des neutrons bien plus intenses que dans l'environnement réel ?
- Pour extrapoler les résultats d'essais TDDB à la tension d'utilisation, il existe le modèle E, qui exprime la durée de vie par une exponentielle du champ, et le modèle 1/E, qui l'exprime par une exponentielle de l'inverse du champ. Quelle affirmation sur leur différence est correcte ?