Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Ausfallwahrscheinlichkeit von ICs


von Rem U. (rem_user)


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Wenn man auf den Seiten von Analog Devices und Texas Instruments nach 
"Reliability Data" sucht, findet man folgende Seiten:

http://www.analog.com/en/quality-and-reliability/content/reliability-data/fca.html
http://focus.ti.com/quality/docs/partnumsearch.tsp?templateId=5909&navigationId=11213&mtbfType=true

Frage: Verstehe ich das jetzt richtig, dass bei denen in 
hunderttausenden von durchgeführten Belastungstests bis jetzt kein 
einziger IC versagt hat? "Number of Failures" ist nämlich immer 0.

von Jasch (Gast)


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Rem User schrieb:
> Wenn man auf den Seiten von Analog Devices und Texas Instruments nach
> "Reliability Data" sucht, findet man folgende Seiten:
>
> 
http://www.analog.com/en/quality-and-reliability/content/reliability-data/fca.html
> 
http://focus.ti.com/quality/docs/partnumsearch.tsp?templateId=5909&navigationId=11213&mtbfType=true
>
> Frage: Verstehe ich das jetzt richtig, dass bei denen in
> hunderttausenden von durchgeführten Belastungstests bis jetzt kein
> einziger IC versagt hat? "Number of Failures" ist nämlich immer 0.

Ich erlaube mir mal ein fettes Grinsen...

Da die Hersteller die Testbedingungen definieren - was würdest Du denn 
erwarten?

Übrigens sind die bei Analog angegebenen Sample Sizes und Testdauern ja 
auch nicht gerade gross, hunderttausende Belastungstests dürfte schon 
etwas hoch gegriffen sein.

Wenn Du wirklich Daten zur Langzeitzuverlässigkeit brauchst hilft nur 
selber testen, unter Deinen Einsatzbedingungen - oder dem Hersteller 
Geld für solche speziellen Garantien geben.

von Kein Name (Gast)


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Bei dem ersten Test geht es nur um den Waver. Bei den Tests der fertigen 
ICs kommen die mit einer Sample Size zwischen 45 und 77 auf 0 Quality 
Fail.

von oszi40 (Gast)


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Rem User schrieb:
> kein
> einziger IC versagt hat? "Number of Failures" ist nämlich immer 0.

Selbst wenn die IC-Ausfallwahrscheinlichkeit 0,000000... ist, heißt das 
noch nicht, daß Deine Schaltung richtig dimensioniert und aufgebaut 
wurde.
Spannungen, Resonanzen, thermische Einflüsse, EMV ...

von Falk B. (falk)


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@ Jasch (Gast)

>> Frage: Verstehe ich das jetzt richtig, dass bei denen in
>> hunderttausenden von durchgeführten Belastungstests bis jetzt kein
>> einziger IC versagt hat? "Number of Failures" ist nämlich immer 0.

Ist doch gut.

>Da die Hersteller die Testbedingungen definieren - was würdest Du denn
>erwarten?

Im gegensatz zu Politikern, Bankern und andeen Subjekten haben 
Halbleiterhersteller meist ein großes Interesse an der Wahrheit 
bezüglich der Qualität der Produkte.

>Übrigens sind die bei Analog angegebenen Sample Sizes und Testdauern ja
>auch nicht gerade gross, hunderttausende Belastungstests dürfte schon
>etwas hoch gegriffen sein.

Nö, sind sie nicht. Die Schieben einige tausend ICs durch die Tests, je 
nachTest 1000 Stunden und mehr. Da kommen einige hunderttaussend 
BEtriebsstunden zusammen.

>Wenn Du wirklich Daten zur Langzeitzuverlässigkeit brauchst hilft nur
>selber testen,

Das ist oft ein Irrtum. Denn den Aufwand um Umfang für WIRKLICH 
aussagefähige Test können die meisten gar nicht betreiben. Das geht 
schon bei der Messtechnik los.

von Jasch (Gast)


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Falk Brunner schrieb:
> @ Jasch (Gast)
[...]
>>Da die Hersteller die Testbedingungen definieren - was würdest Du denn
>>erwarten?
>
> Im gegensatz zu Politikern, Bankern und andeen Subjekten haben
> Halbleiterhersteller meist ein großes Interesse an der Wahrheit
> bezüglich der Qualität der Produkte.

Das ist wohl wahr, aber ob die auch ein Interesse haben die Ergebnisse 
einfach so auf einer Website zu veröffentlichen? Zumindest wenn die 
nicht signifikant besser als die Konkurrenz sind.

>>Übrigens sind die bei Analog angegebenen Sample Sizes und Testdauern ja
>>auch nicht gerade gross, hunderttausende Belastungstests dürfte schon
>>etwas hoch gegriffen sein.
>
> Nö, sind sie nicht. Die Schieben einige tausend ICs durch die Tests, je
> nachTest 1000 Stunden und mehr. Da kommen einige hunderttaussend
> BEtriebsstunden zusammen.

100k Belastungstests != 100k Betriebsstunden, ich würde ersteres als 
100k Bauelemente getestet interpretieren - was auch eine bessere 
Statistik ergäbe als z.B. 100 BE für je 1000h.

Andererseits klar, 100k BE auf die Art zu vernichten, wer macht schon 
sowas?

>>Wenn Du wirklich Daten zur Langzeitzuverlässigkeit brauchst hilft nur
>>selber testen,
>
> Das ist oft ein Irrtum. Denn den Aufwand um Umfang für WIRKLICH
> aussagefähige Test können die meisten gar nicht betreiben. Das geht
> schon bei der Messtechnik los.

;-)

Tja nun, das Leben ist keine Ponyshow, und wer solche Aussagen wirklich 
braucht muss halt die Zeit und das Geld investieren - sonst war es wohl 
nicht wirklich wichtig.

von Tim  . (cpldcpu)


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> Wenn man auf den Seiten von Analog Devices und Texas Instruments nach
> "Reliability Data" sucht, findet man folgende Seiten:
>
> 
http://www.analog.com/en/quality-and-reliability/content/reliability-data/fca.html
> 
http://focus.ti.com/quality/docs/partnumsearch.tsp?templateId=5909&navigationId=11213&mtbfType=true
>
> Frage: Verstehe ich das jetzt richtig, dass bei denen in
> hunderttausenden von durchgeführten Belastungstests bis jetzt kein
> einziger IC versagt hat? "Number of Failures" ist nämlich immer 0.

Das ist schon möglich. Üblicherweise werden für die 
Herstellungstechnologie ausführliche Zuverlässigkeitstests durchgeführt, 
mit denen die Lebensdauer der einzelnen IC-Komponenten vorhergesagt 
werden kann. z.B. die Spannungsbelastbarkeit von dielektrischen 
Schichten, Strombelastbarkeit von Verdrahtungsebenen usw. Hier ist es 
leicht möglich, durch Temperatur- oder Spannungsskalierung beschleunigte 
Tests durchzuführen mit denen sich die Ausfallrate recht zuverlässig für 
die verlangten 20 Jahre vorhersagen lassen kann. Aus diesen Daten lassen 
sich danach die Anforderungen an die Schaltungstechnik zur Erreichung 
der geforderten Zuverlässigkeit von kompletten ICs ableiten.

Ähnlich Tests von kompletten Schaltungen gestalten sich oft schwieriger, 
da Temperatur- und Spannungsbeschleunigung unvorhergesehende 
Wechselwirkungen zeigen. Möglicherweise sind unter den realistisch 
durchführbaren Testbedingungen daher keine Ausfälle zu beobachten. 
Allerdings ist zu beachten, dass daraus trotzdem kein Ausfallrisiko von 
0%, sondern nur eine untere Grenze für die Lebensdauer ableiten lässt. 
Dazu werden beschleunigungsmodelle verwendet, wie bei AD dokumentiert:

http://www.analog.com/en/quality-and-reliability/reliability-data/content/wafer-fabrication-data/fca.html

Wie man hier sieht, ist beim extremsten Test nur ein 
Zeitbeschleunigungsfaktor (At) von 155 zu erreichen. Ein "Tottesten" ist 
damit unter realistischen Bedingungen kaum möglich.

von Michael K. (Gast)


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von oszi40 (Gast)


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Tim .  schrieb:
> Zeitbeschleunigungsfaktor (At) von 155 zu erreichen. Ein "Tottesten" ist
> damit unter realistischen Bedingungen kaum möglich.

Es nützt wenig, die Chip-Temperatur bis kurz vor die Schmelze zu testen, 
wenn später z.B. ein mechanisches Problem eine Undichtheit am Deckel 
verursacht...

von Tim  . (cpldcpu)


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oszi40 schrieb:
> m .  schrieb:
>> Zeitbeschleunigungsfaktor (At) von 155 zu erreichen. Ein "Tottesten" ist
>> damit unter realistischen Bedingungen kaum möglich.
>
> Es nützt wenig, die Chip-Temperatur bis kurz vor die Schmelze zu testen,
> wenn später z.B. ein mechanisches Problem eine Undichtheit am Deckel
> verursacht...

Ja und? So etwas wird nicht über elektrische, sondern mechanische 
Spezifikationen definiert. Was hat das eine mit dem anderen zu tun?

von Horst H. (horst_h44)


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Meine praktische Erfahrung in den letzten 30 Jahren mit ICs ist, dass 
sich die Qualität drastisch verbessert hat und es sehr ausgefeilte Test 
für die Qualifizierung und Qualitätstest gibt. ICs mit einfacher 
Komplexität erreichen 10 FIT(FIT= 1 Fehler in 1Mio. Betriebsstunden). 
Wenn das nicht so wäre, würde ein PC-Prozessor mit 10Mio. Transistoren 
kaum laufen! Auch setzt man heute Plastikgehäuse im militärischen 
Anwendungen ein, was vor 20 Jahren undenkbar war. Also, meiner Meinung 
nach ist Qualität eher kein Problem bei normaler Ware. Häufiger 
entstehen Problem durch kalte Lötstellen, falsche Handhabung(ESD) oder 
Betrieb ausserhalb der Spezifikation - und nicht zu vergessen sind die 
kleinen Strukturen im Nano- und Mikrometerbereich können nicht mehr die 
Störleistng vertragen wie vor vielen Jahren. Ohne Qualität in der 
Entwicklung und Produktion lassen sich hochkomplexe Integrierte 
Schaltungen mit Millionen von Transistoren nicht zu geringen Kosten 
herstellen.

von Franz Joseph (Gast)


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Lange Rede, kurzer Sinn. Stichwort: Badewanne(nkurve). Ein Diagramm sagt 
mehr als 1000 Worte.

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