高溫

對于突破極端溫度界限的應用,無論是操縱在地下一英里深度工作的油井鉆機,還是在噴射發動機上進行精密測量,都需要專業的耐高溫電子產品解決方案,以確保性能和可靠性。對于這些以及其他惡劣環境,ADI 提供專門針對極端溫度而設計的產品,它們的組合可以在 175°C 和 210°C 溫度下工作。

ADI 發展了獨特能力以滿足高溫應用的需求,包括:

  • 先進的設計技術
  • 可靠的硅工藝
  • 創新型封裝
  • 全面的評定和測試

憑借這一能力,我們可以開發出在極端惡劣的高溫環境中必須具有高性能、高可靠性、小巧封裝和低功耗的產品。

高溫

特色產品 (17)

支持高溫產品的技術

簡介

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對于采用標準設計的集成電路,其最高工作溫度通常僅規定為125°C。除此之外,如果將這類集成電路暴露于極端溫度環境下,其性能和可靠性往往還會受許多因素的影響而有所降低。例如,襯底漏電流以指數方式增加以及器件參數隨溫度變化都會導致性能大打折扣。而諸如電子遷移等硅片級問題以及線焊磨損等封裝級問題也會損害可靠性。為了克服這些挑戰,ADI的高溫產品系列特采用創新硅工藝、封裝和測試技術進行設計,并且經認證可在高溫環境下工作。

硅工藝

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ADI的多款HT產品中都采用了自主研發的絕緣硅片(SOI)雙極性工藝硅技術。在下圖中,我們對比了采用普通結隔離(JI)雙極性工藝與SOI工藝的典型NPN晶體管。JI工藝圖中的箭頭指出了器件內電流泄漏的路徑,以及電流泄漏到襯底的寄生路徑(黑色箭頭)。
 
隨著溫度的升高,電流泄漏的影響會呈指數級增長,進而大大降低器件的性能。SOI工藝使用SiO2絕緣電介質層來阻隔襯底中的寄生電流。通過消除這種寄生泄漏路徑,即使在非常高的溫度環境中,也能夠使器件性能保持穩定。

 

Figure 5

高級封裝

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ADI專為HT塑料封裝打造的線焊工藝是在高溫環境中保證封裝可靠性的另一項助力技術。普通的金/鋁線焊將隨著溫度的升高而退化,形成含空隙的易碎金屬間化合物,削弱焊接強度。整個過程可能只需要幾百個小時。我們的HT塑料封裝多加了一道鎳鈀金金屬化工序(以覆蓋的形式顯示),以獲得金焊盤表面,然后與金線一起實現精致的金屬焊接,從而避免形成金屬間化合物。下圖顯示了使用該項技術所獲得的可靠性提升——在高溫環境中,標準金/鋁焊接在500小時后便會出現明顯的空隙并形成金屬間化合物,而右側采用鎳鈀金金屬化工藝的焊接在6000多小時后依然完好無損。

Advanced Packaging Nickle Palladium
 

 

195℃下500小時后的金/鋁線焊


Advanced Packaging AuAi Posts

195℃下6000小時后加裝鎳鈀金隔離的金/金線焊


Advanced Packaging AuOPMi Bond

可靠性認證

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Reliability Qualification

ADI的HT產品工序流程中包含針對高溫應用需求定制的綜合可靠性認證計劃。所有HT產品均符合JEDEC JESD22‐A108規范的高溫運行壽命(HTOL)測試。每款產品都有至少三個批次需要在最高溫度下進行最少1000小時的測試,確保符合數據手冊技術規格。除了上述這類和其他認證測試之外,還將進行魯棒性測試(如閂鎖免疫)、MIL-STD-883 D組機械測試以及ESD測試。高溫產品系列的可靠性報告可應要求提供。

信號鏈

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參考設計

評估板