Высокотемпературные приборы

Для устройств, которые функционируют при воздействии практически экстремальных температур, будь то оборудование для бурения нефтяных скважин, работающее под землей в километре от поверхности, или система, выполняющая прецизионные измерения на реактивном двигателе, для обеспечения необходимых качества и надежности требуются специализированные высокотемпературные электронные компоненты. Для этих и других приложений, работающих в суровых условиях окружающей среды, ADI предлагает продукты, предназначенные для экстремальных температур, в том числе компоненты с максимальными рабочими температурами 175 °C и 210 °C.

ADI разработала уникальные технологические процессы для удовлетворения требований высокотемпературных приложений, в том числе:

  • Усовершенствованные методы разработки
  • Надежные кремниевые технологии
  • Инновационное корпусирование
  • Проверка и испытания

 

Эти процессы позволяют нам разрабатывать предназначенные для применения в высокотемпературных средах продукты, которые обладают высоким качеством, повышенной надежностью, компактными размерами и низким энергопотреблением.

High Temperature

Рекомендуемые продукты (18)

Технология, позволяющая создавать высокотемпературные продукты

Введение

X+

Стандартные интегральные схемы обычно рассчитаны на максимальную рабочую температуру 125 °C. За ее пределами многие факторы могут ухудшить характеристики и снизить надежность при воздействии экстремальной температуры. Например, экспоненциально возрастающий ток утечки и изменение параметров устройства при изменении температуры могут значительно ухудшить работоспособность. Надежность может быть уменьшена из-за недостатков на уровне кремниевой структуры, таких как электромиграция, и из-за проблем на уровне корпуса, таких как износ проводных контактов. Чтобы преодолеть эти проблемы, усилиями ADI с использованием инновационных процессов производства кремниевых пластин, технологии корпусирования и технологии тестирования были разработаны и испытаны продукты, предназначенные для работы в высокотемпературных средах.

Процесс производства кремниевых пластин

X+
Одной из технологий производства кремниевых пластин, используемой для создания ряда продуктов ADI, является наш биполярный процесс «кремний на изоляторе» (silicon‐on-insulator или SOI). На представленном ниже рисунке стандартный NPN-транзистор на основе биполярного процесса с изолированным переходом сравнивается с процессом SOI. Стрелки на изображении слева показывают пути утечки тока в устройстве, а также паразитные пути утечки тока в подложку (показаны черными стрелками).
 
При увеличении температуры утечка тока увеличивается экспоненциально, что значительно ухудшает характеристики устройства. В процессе SOI используется изолирующий диэлектрический слой из диоксида кремния (SiO2), который блокирует паразитную утечку тока в подложку. Благодаря устранению этого паразитного пути утечки характеристики и работоспособность устройства могут оставаться постоянными даже при очень высоких температурах.

 

Figure 5

Усовершенствованные технологии корпусирования

X+

Еще одной технологией, обеспечивающей надежность корпусов высокотемпературных устройств, является специальный процесс соединения проводников в пластиковых корпусах. Стандартная распайка проводов Au/Al (золото/алюминий) будет разрушаться при повышении температуры с образованием интерметаллических соединений, которые являются хрупкими и образуют пустоты и ослабляют прочность связи. Это может произойти всего за несколько сотен часов. В наших высокотемпературных пластиковых корпусах используется дополнительная ступень металлизации с никель-палладиево-золотым (NiPdAu) покрытием (как показано на рисунке справа), благодаря чему образуется золотая поверхность контактной площадки, которая вместе с золотым проводом создает моно-металлическую связь, которая не образует интерметаллических соединений. На приведенном ниже изображении демонстрируется результат повышения надежности, которого удалось достичь благодаря этой технологии. Стандартное соединение на основе Au/Al через 500 часов образует пустоты и интерметаллические соединения, а связь на основе процесса металлизации NiPdAu, показанная справа, поддерживает целостность соединения даже через 6000 часов при воздействии высокой температуры.

Advanced Packaging Nickle Palladium
 

 

Соединение на основе Au/Al выдерживает 500 часов при температуре 195 °C



Advanced Packaging AuAi Posts

Соединение на основе Au/Au с барьером из NiPdAu выдерживает 6000 часов при температуре 195 °C


Advanced Packaging AuOPMi Bond

Проверка надёжности

X+
Reliability Qualification

Процесс производства высокотемпературных компонентов ADI включает в себя комплексную программу проверки надежности, адаптированную к требованиям высокотемпературных приложений. Все высокотемпературные продукты проходят испытания High Temperature Operating Life (HTOL), которые выполняются в соответствии со стандартом JEDEC JESD22‐A108. Минимум три партии каждого продукта тестируются при максимальной температуре в течение минимум 1000 часов, при этом проверяется соответствие их характеристик с приведенными в документации показателями. В дополнение к этим и другим квалификационным испытаниям также проводятся испытания на отказоустойчивость, такие как проверка на устойчивость к эффекту защелкивания, MIL-STD-883 Group-D Mechanical и проверка на устойчивость к электростатическому разряду. Отчеты о надежности высокотемпературных продуктов доступны по запросу.

Сигнальные цепочки

(1)

Нажмите на компонент в таблице ниже

Примеры типовых проектов

Оценочные платы