Технологические возможности НИИСИ РАН с точки зрения последних требований зарубежных стандартов к микросхемам, применяемым в космических объектах НИИСИ РАН 1 Темников Евгений Семенович

2 Небольшая справка Последняя редакция общих технических условий: MIL-PRF-38535K, 30 декабря 2013 года Введен новый класс Y - микросхемы, использующие керамический негерметичный корпус, который отвечает всем применимым к ним требованиям ОТУ MIL-PRF-38535, включая требования к отбраковочным и контрольным испытаниям и требования «космического» Приложения B; требования к классу S исключены НИИСИ РАН Уровень класса B Применение в РЭА общего назначения Уровень класса S Применение в РЭА космических объектов до конца 2013 года Класс В MIL-M Класс Q MIL-PRF Класс S MIL-M Класс V MIL-PRF с начала 2014 года Класс В MIL-M Класс Q MIL-PRF Класс V MIL-PRF Класс Y MIL-PRF-38535

3 НИИСИ РАН Последовательность действий по включению в перечень процессов/изделий, разрешенных для применения (QML) Этап 1: Сертификация процессов проектирования, обработки пластин, сборки и испытаний Этап 2: Квалификация технологии: испытания типовых оценочных схем по группам испытаний A, B, C, D и E, первичные и периодические; включение технологии в Перечень QML Этап 3: Квалификационные испытания новых изделий Этап 4: Утверждение технических условий (SMD) Этап 5: Включение новых изделий в Перечень QML

4 Микросхемы, поставляемые для применения в космических объектах, должны быть изготовлены и испытаны в соответствии с базовыми технологическими процессами, утвержденными квалификационным ведомством (QA) Оценка технологической системы, предназначенной для производства интегральных схем с целью их использования в космической аппаратуре, должна быть выполнена командой, возглавляемой Агентством материально- технического снабжения армии и флота (DLA Land and Maritime) и включающей представителей Управления министерства обороны по противодействию угрозе оружия массового поражения – DTRA, НАСА, Управления космической разведки министерства обороны – NRO, Центра Военно-воздушных, космических и ракетных систем – AFSMC, непосредственного потребителя микросхем, при необходимости. НИИСИ РАН

Сертификация процессов проектирования, обработки пластин, сборки и испытаний НИИСИ РАН Сертификация процесса проектирования кристалла 1.2 Сертификация процесса проектирования корпуса 1.3 Сертификация процесса обработки пластин 1.4 Сертификация процесса сборки 1.5 Сертификация процессов испытаний

НИИСИ РАН Сертификация процесса проектирования кристалла: -процедур и результатов верификация моделей; - процедур верификации топологии; - процедур проверки соответствия эксплуатационных характеристик, - процедур проверки контролепригодности и коэффициента покрытия неисправностей;

7 НИИСИ РАН 1.2 Сертификация процесса проектирования корпуса: - процедур характеризации тепловых параметров, - процедур характеризации электрических параметров; - процедур характеризации механических свойств

8 НИИСИ РАН 1.3 Сертификация базового процесса обработки пластин: - процедур и результатов разработки технологического процесса, -процедур и результатов характеризации технологического процесса, - процедур и результатов квалификации процесса; - размещения контрольных точек и системы статистического контроля; - состава и результатов верификации правил проектирования для базового процесса; - состава параметрического монитора и критериев контроля качества обработанных пластин;

9 НИИСИ РАН 1.4 Сертификация базового процесса сборки: процедур и результатов сборочных операций, процедур и результатов изготовления корпуса; размещения контрольных точек и системы статистического контроля; 1.5 Сертификация процессов испытаний: операционного контроля, отбраковочных испытаний, контрольных испытаний.

10 НИИСИ РАН Испытания группы E Воздействие нейтронного излучения (квалификационные и периодические испытания, но только, если RHACL/SPEC10) Воздействие поглощенной дозы ионизирующего излучения (квалификационные и периодические испытания, но только, если RHACL/SPEC10) Испытание по определению уровня бессбойной работы (квалификационные испытания) Испытание на наличие эффекта защелки (отбраковочное испытание, только если микросхемы изготовлены на структурах монолитного кремния) Испытание на наличие эффекта однократного события (квалификационные испытания) RHACL/SPEC: отношение уровня возможности технологического процесса обеспечивать радиационную стойкость к уровню радиационного воздействия, установленному в технических условиях

НИИСИ РАН 11 План мероприятий по демонстрации целостности корпуса при «экзотических» технических решениях, для которых проведение традиционных проверок испытаниями группы D признано недостаточно убедительным: - негерметичные корпуса (например, микросхем класса Y), - сборочные конструкции, полученные методом flip-chip, - конструкции с внешними выводами, изготовленными на основе припоя (BGA и CGA). Пример: изготовителю необходимо определять уровень чувствительности к повышенной влажности (MSL) для каждой конструкции негерметичной микросхемы в соответствии со стандартом JEDEC J-STD-020.

12 НИИСИ РАН Готовность соответствовать требованиям последних редакций военных стандартов США, в том числе, к микросхемам, предназначенным для применения в космических объектах, обусловлена: - традиционной ориентацией на разработку и применение базовых технологических процессов в широком понимании (собственно процесс, правила проектирования, универсальный параметрический монитор, тотальный статистический контроль процесса); - традиционной ориентацией на разработку специальных технических решений обеспечивающих уровень радиационной стойкости, гарантируемый базовым процессом; - традиционной ориентацией на опережающую разработку новых методов испытаний и контроля, ориентированных, в том числе на проверки новых технических решений в проектах микросхем.