Adicionado
Instituto de Sistemas de Veículos Aerospace (AVSI) realizou uma pesquisa sobre esta questão.
"Abordagem quantitativa precisa da física da falha para a confiabilidade do circuito integrado"
Suas conclusões são baseadas na física e na análise de causa raiz, especialmente porque os tamanhos dos recursos diminuíram as ordens de magnitude nos últimos 30 anos.
1) Eletro-migração (EM) (contaminação de semicondutores por vazamento lento de íons metálicos)
2) Quebra dielétrica dependente do tempo (TDDB) ou o lento tunelamento de um caminho condutor através do isolador de óxido de campos fracos (e radiação gama)
3) Injeção a quente (HCI) , quando uma concentração de orifícios salta uma barreira dielétrica nas armadilhas de carga usadas pelas células de memória para alterar permanentemente o estado de memória causado pela radiação, corroendo gradualmente a margem até a falha.
4) Instabilidade de temperatura de polarização negativa (NBTI) As tensões do NBTI, que alteram as tensões do limiar do transistor PMOS, tornaram-se mais proeminentes à medida que as geometrias do transistor atingem 90 nm e abaixo e agravadas por interceptações estáticas de longa duração, suficientes para causar falhas.
As QUATRO RAZÕES acima são as mais comuns agora, com ICs de espaço profundo e ICs de consumo. O espaço tem mais radiação e fatores de estresse ambiental. A Lei de Moore também acelerou esses novos modos de falha.
Historicamente, a razão genérica mais comum para ICs de tecnologia antiga era limitada na faixa de temperatura devido à operação com embalagem e estresse ambiental.
Choque térmico, condensação e evaporação rápida, bem como efeitos analógicos do desvio térmico Consumer IC são limitados de 0 a 85 ° C em caixas de plástico por esse mesmo motivo. Não é uma vedação perfeita e é possível a entrada de umidade. Mas mesmo os ICs de cerâmica passivada por vidro temperado com espaço têm limites térmicos. Além dos problemas de umidade indicados abaixo, leia os problemas confirmados mais recentes acima.
Finalizar edição
Se houver moléculas de umidade suficientes ao longo do tempo e congelar e rachar o substrato, ele falhará. Se estiver funcionando bem em um estado congelado com moléculas congeladas de umidade e depois descongela e causa corrosão ou vazamento e falha. É sua culpa. Algumas vedações de plástico são um pouco melhores e o auto-aquecimento impede que algumas congelem abaixo de certas temperaturas, o que também reduz a migração de umidade.
Na ponta alta, o efeito pipoca faz com que a umidade sopre os chips e o grau de epóxi preto melhorou significativamente nos últimos 40 anos devido ao Sumitomo. O Epóxi transparente não é tão bom e é usado em alguns casos de LED ou dispositivos de infravermelho. Portanto, os LEDs devem permanecer secos antes da soldagem. Os projetos modernos de grandes motores de LED sem as cordas de fio de ouro são classificados para uma certa RH @ Temp indefinidamente, enquanto o restante é um risco após alguns dias de exposição aberta à alta RH. Realmente é um risco válido e tão ruim quanto prejudicá-los contra ESD, exceto que ele corta o fio de ouro.
É por isso que todas as peças da faixa de temperatura espacial ou militar tendem a ser cerâmicas com revestimento de vidro nos fios e as peças do consumidor são classificadas em 0 ° C.
Quaisquer exceções, como o intervalo de temperatura Industrial e Militar, são devidas a especificações mais rigorosas necessárias para o Militar em um intervalo de temperatura mais amplo que o Industrial, mas ambas funcionam em um amplo intervalo, mas não garantem especificações analógicas.
O CMOS roda mais rápido do que quente. O TTL se diverte mais rapidamente do que o frio e a temperatura da junção cai para dissipar menos calor. Testei as unidades de disco rígido de HDD 8 "em um saco de gelo seco <-40'C após uma hora, apenas para os militares provarem que funciona, mas não há garantias de condensação para evitar colisões na cabeça .. (os rolamentos do motor guincharam por alguns segundos th .... mas passando 0'C de congelamento subindo ... isso é um risco de umidade.
referências de diário adicionadas para prova.
O fator limitante de confiabilidade que afeta a temperatura de todos os circuitos integrados (especialmente chips grandes, como microcontroladores) é mais o empacotamento mecânico do que a função do semicondutor. Existem centenas de artigos de confiabilidade para explicar isso. Existem também artigos para explicar por que há uma variação dos limites de baixa temperatura. Alguns são desvalorizados de -40'C por um bom motivo, e aqueles estendidos de 0'C podem ser por motivos ruins. Embora não seja explicitamente declarado que o lucro é a razão, os engenheiros juniores aplicam incorretamente o HALT para estender faixas qualificadas em risco de entender mal a migração química e as tensões estruturais existentes. Embora as empresas mais sábias se refiram com boas razões, as quais apoiarei com as referências abaixo.
1. Propriedades hermeticamente fechadas não são um fenômeno digital.
É analógico e refere-se à quantidade de ingresso ou vazamento de umidade que atomicamente entra em uma embalagem mecânica.
Conforme indicado no link acima
"a eliminação de gases internos pode induzir a formação de condensação de gotículas de água, comprometendo o desempenho do dispositivo e levando à falha do dispositivo." 2. "os selos produzidos eram herméticos inicialmente, mas tendiam a falhar catastroficamente durante imersão prolongada e ciclagem de temperatura em soro fisiológico devido à diferença no CTE entre a parede da cápsula de vidro (5,5 × 10−6 / ◦C) e os 90% Passagem de Pt – 10% Ir (8,7 × 10–6 / ◦C). "
"A partir do nomógrafo da Fig. 6, pode-se observar que a 1,0 atm e 0 ° C, a concentração de umidade necessária para formar gotículas de água é de 6.000 ppm. Em níveis abaixo dessa porcentagem de vapor de água, as gotas líquidas não serão capazes de Portanto, a maioria dos materiais e processos de vedação são selecionados para manter o ambiente interno da embalagem igual ou inferior a 5.000 ppm de umidade durante a vida útil do dispositivo. " No entanto, a contaminação pode alterar isso.
Eu poderia escrever um livro sobre esse assunto, mas muitos outros já o fizeram, por isso vou apenas fazer referência a alguma literatura, que provará que minha resposta é válida .
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