ZHDA245 July   2026 F28377D-SEP , INA901-SP , SN54SLC8T245-SEP , TPS7A4501-SP , TPS7H1121-SEP , TPS7H1121-SP , TPS7H5020-SEP , TPS7H5020-SP , TPS7H6101-SEP

 

  1.   1
  2.   摘要
  3. 1简介
  4. 2航天电子设计格局
  5. 3单一受控基准的重要性
  6. 4对 COTS 器件进行升级筛选的步骤
    1. 4.1 第 1 步 — 确定候选器件
    2. 4.2 第 2 步 – 准备单粒子效应 (SEE) 测试(开帽)
    3. 4.3 第 3 步 — 单粒子效应 (SEE) 测试
    4. 4.4 第 4 步 — 执行 TID 测试并评估辐射寿命
  7. 5交货周期与良率责任
  8. 6总结
  9. 7参考资料

第 2 步 – 准备单粒子效应 (SEE) 测试(开帽)

SEE 测试的目的是查明器件被单个粒子撞击时的反应,例如太空中的重离子或质子、地球上的中子,或是封装材料发出的 α 粒子。

SEE 测试通常在能产生高能重离子或质子的加速器设施中进行。被测器件 (DUT) 在其正常工作偏置和功能条件下加电并运行。测试期间,会持续监测电源电流和输出状态等关键参数。当 DUT 暴露于离子或质子束中时,任何电流或输出的瞬态变化都会被记录下来。

对于航天应用而言,重离子辐射下的性能是一个主要关注点。如果一个器件对低能重离子敏感,那么该器件很可能也对高能质子敏感。因此,航天认证项目通常采用重离子或质子束。出于研究目的,也可使用其他局部电荷注入源,例如脉冲激光器。

在重离子测试中,将 DUT 直接置于离子束中,并实时观察 DUT 运行状况。离子束由粒子加速器(例如回旋加速器或范德格拉夫起电机)产生。在轨道上,重离子可能具有足够能量穿透封装的 IC 以及任何存在的屏蔽层。然而,大多数测试设施只能提供足以穿透 40µm–400µm 硅的离子能量,这不足以穿过完全密封的封装。因此,必须打开封装露出裸片,同时保持器件功能正常。

露出裸片的典型方法包括:

  • 喷射蚀刻或选择性化学蚀刻。
  • 预减薄至接近可见层。
  • 针对三维结构的混合方法(结合蚀刻与减薄)。
  • 倒装芯片准备:裸片表面朝下,必须将芯片背面露出并减薄至足够薄,以便离子束能够到达器件正面的有源区。
表 4-1 准备 SEE 测试时露出裸片的典型方法
方法 说明 典型适用性
喷射蚀刻 | 选择性化学蚀刻 局部去除封装材料以露出裸片 广泛用于小裸片、少引脚器件
预减薄 测试前将封装减薄至几微米 适用于薄膜或 MEMS 器件
混合方法 针对 3D 结构的蚀刻与减薄结合方法 堆叠式或异构 IC 需要
倒装芯片准备 去除基板并将裸片直接键合到测试板上 用于高性能或多引脚器件

每种技术都需要特定的专业知识;在某些情况下,某种方法并不适用,器件架构(例如采用 3D 堆叠)有时根本无法在保持功能的同时露出裸片。TESAT 报告称,迄今为止检查的候选器件中约有 10% 因这一原因被舍弃。下方图 4-1 展示了一个已开帽器件的示例。

TPS7H6101-SEP F28377D-SEP INA901-SP TPM9R00-SP TPS7H5020-SEP TPS7H5020-SP TPS7H1121-SP TPS7A4501-SP SN54SLC8T 露出裸片远非一项简单的任务图 4-1 露出裸片远非一项简单的任务