İleri Elektronik Uygulamaları Hata Analizi Tuba KIYAN 11.04.2017

Tarihçe Transistör + Tümleşik devre Bilgisayar + İnternet Bilişim Çağı

Transistörün Evrimi Modern transistör İlk transistör (1947) Bell Laboratuvarları Modern transistör

Moore Kuralı

Moore Kuralı Bir çipteki transistör sayısı, işlem hızı, hafıza kapasitesi her 18 ayda kendini ikiye katlar.

KILIFLAMA Daha küçük, daha hızlı ve daha ucuz çiplere olan talep kılıflama teknolojilerinin de aynı hızda gelismesini sağlamıstır. Bir kılıf su önemli fonksiyonları sağlamalıdır: Entegre devre PCB montajı için uygun hale gelir ve PCB islemi sırasında entegre devreyi korur. Çevresel etkilere karsı mekanik ve kimyasal koruma sağlar. PCB'ye mekanik arayüz imkanı verir. PCB ve çip arasında iyi bir elektriksel bağlantı (isaretler ve güç kaynağı) kurmalıdır. Entegre devreden ısının uzaklatırılması amacıyla termal özelliklerinin iyiletirir.

KILIFLAR Single-in-Line Dual-in-Line Pin-Grid-Arrays Kılıf direkt olarak ısı dağılımı ve çalısma hızını etkilediği için doğru kılıfı seçmek önemlidir. Single-in-Line Dual-in-Line Pin-Grid-Arrays

FLIP-CHIP KILIF EN YENİ TEKNOLOJİ

KILIF SEÇİMİ Kılıf seçimi uygulamaya bağlıdır: Yüksek yoğunluklu devreler-->çok küçük kılıflar Yüksek band genisliği-->düsük empedans Yüksek güç--> iyi termal cevap

Hata Analizi Her üretilen çip teste tabii tutulur. Buna üretim testi denir ve üretim prosesinin kritik bir aşamasıdır. Çalışan çiplerin çalışmayanlardan ayrılması lazım. Hata analizi, hatanın nedenini belirlemek için data toplama ve analiz etme işlemine denir. Üretimde özellikle elektronik endüstrisinde yeni ürünlerin geliştirilmesi ve mevcut ürünlerin iyileştirilmesi açısından önemli bir disiplindir. Hatalar ikiye ayrılabilir: Prosesden kaynaklanan hatalar: Açık devre, kısa devre, eşik gerilimindeki oynamalar vb. Tasarımdan kaynaklanan hatalar 11.04.2017

Prob İstasyonu (Probe Station) Mikroskop görüntüsü 11.04.2017

Otomatik Test Ekipmanı (Automatic Test Equipment-ATE) Maximum frekans 1-2 milyon dolar Ana ünite, test başlığı, soğutma ünitesi ve workstation Ana ünite Test başlığı 11.04.2017

kılıflanmış entegre devre ya da pul Test DC Test: Çipin DC akım veya gerilimi ölçülür. Örneğin, açık devre-kısa devre testi, standby akımı testi, sızıntı akımı testi vb. AC Test: AC zaman özellikleri. Örneğin giris-cıkıs arasındaki gecikmeler. Fonksiyonel Test: Fonksiyonel tablonun doğrulanması. Karşılaştır kılıflanmış entegre devre ya da pul Giriş işareti Beklenen Çıkış Bozuk/Çalışıyor 11.04.2017

SHMOO PLOT Farklı parametrelere bağlı olarak çipin çalıstığı minimum maksimum değerlerini yani çalısma marjinlerini ölçer.

Hataların lokalizasyonu Bazı yöntemler kullanılarak hatanın nedeni ve yeri bulunmaya çalışılır. Atomik Kuvvet Mikroskopu (AFM) Foton Emisyonu Mikroskopu (PEM) Taramalı Elektron Mikroskopu (SEM) 11.04.2017

Photon Emission Microscopy – Foton Emisyonu Mikroskopu - PEM 11.04.2017

FOTON EMİSYONU MİKROSKOPU Elektron ve delikler çok yüksek hızlara ulastıklarında veya bir potansiyel duvarını astıklarında enerjilerini kaybederler ve elektron-delik çiftleri rekombine olur ve bu enerji foton olarak yayılır. Bu yayılan ısık bir mikroskop ve hassas bir fotodedektör ile algılanır ve bir görüntü olusturulur.

PEM Deney Düzeneği x0.8 x5 input ATE CCD Camera Optical Microscope Light Source Pulse Generator DUT Power Supply x25 x100 11.04.2017

Atomik Kuvvet Mikroskobu (Atomic Force Microscope -AFM) AFM, bir ince iğne ve taşıyıcı uçtan oluşur. İğne ve taşıyıcı uç bir yüzeyi tararken yüzey ile iğne arasında oluşan interatomik kuvvet iğnenin hareket etmesine veya taşıyıcı ucun eğilmesine neden olur. Bir laser ışını taşıyıcı uca gönderilir. Lazer ışının yansıması ile transmisyonu arasındaki farktan taşıyıcı ucun oryantasyonu hesaplanır. 11.04.2017

Atomik Kuvvet Mikroskopu animasyonları Sabit kuvvet: http://www.ntmdt.com/spm-principles/view/afm-constant-force-mode Sabit yükseklik: http://www.ntmdt.com/spm-principles/view/afm-constant-height-mode

SEM SEM bir elektron mikroskobudur. Yüksek enerjili elektronlar ile görüntülenecek olan yüzey taranır. Elektronlar yüzeydeki atomlarla etkileşirler. 11.04.2017

SEM (II) İkincil (secondary-SE) elektronlar kullanılarak yüzey topografisi elde edilir. Elektronların geliş açısına dik olan yüzeyler daha koyu gözükür. Çözünürlük0.5 nanometre Geri yansıyan elektronlar (backscattered electrons-BSE) kullanılarak farklı kimyasal maddeler tespit edilir. Ağır elementlerden elektronlar daha güçlü yansıyacağı için daha parlak gözükür. BSE SE 11.04.2017