美國國防微電子處（DMEA）發(fā)明新系統(tǒng)，用于測試半導(dǎo)體和其他用于太空惡劣環(huán)境的關(guān)鍵電子元器件的可靠性。該系統(tǒng)可將器件同時(shí)暴露在輻射、高溫和電壓力下，幫助研究人員更準(zhǔn)確地預(yù)測衛(wèi)星和其他天基系統(tǒng)的運(yùn)行壽命。

需求

負(fù)責(zé)部署天基系統(tǒng)的科學(xué)家、工程師和項(xiàng)目經(jīng)理明白，微電子子系統(tǒng)的失效是不可避免的。DMEA發(fā)起人之一的Kevin Geoghegan博士說：“壓在我們心頭的問題不是知道微電子系統(tǒng)是否會(huì)失效，而是何時(shí)失效?！?/span>

現(xiàn)有測試方法缺陷

傳統(tǒng)方法是依靠地球上的標(biāo)準(zhǔn)化測試來預(yù)測這些設(shè)備將在多長時(shí)間內(nèi)發(fā)揮預(yù)期的性能。Geoghegan說，這些測試的缺點(diǎn)是未能捕捉到多種壓力源的協(xié)同效應(yīng)?！袄?，電離輻射的標(biāo)準(zhǔn)化測試不會(huì)發(fā)生在太空、高溫環(huán)境中。除非我們把這些因素結(jié)合起來，否則無法量化真實(shí)環(huán)境中有害影響的潛在放大程度?！?/span>

新系統(tǒng)

DMEA的Geoghegan博士、Tom Shepherd和Jeffrey Siddiqui博士最近申請了“用于同時(shí)測試多個(gè)半導(dǎo)體器件輻射、環(huán)境和電性能可靠性的系統(tǒng)和方法”的專利。

該系統(tǒng)使用DMEA包括兩個(gè)大型輻照器的科學(xué)與工程伽馬輻照試驗(yàn)（SEGIT）設(shè)施。研究團(tuán)隊(duì)讓半導(dǎo)體器件在高溫和電壓力下進(jìn)行加速可靠性測試，同時(shí)對其進(jìn)行長達(dá)30小時(shí)的輻照。在此期間，定期進(jìn)行現(xiàn)場電性能測量，以觀察器件的退化情況。從收集到的數(shù)據(jù)中，可以預(yù)測給定的工作條件下器件的工作壽命。

技術(shù)優(yōu)勢

該發(fā)明的一個(gè)重要優(yōu)勢是，允許器件同時(shí)受到壓力和測試。相比之下，目前的標(biāo)準(zhǔn)采用的是一種耗時(shí)的先應(yīng)力后測試的方法，由于需要額外的處理，對器件造成了風(fēng)險(xiǎn)。另一個(gè)優(yōu)勢是，該專利確保美國政府項(xiàng)目和其他美國政府測試實(shí)驗(yàn)室可以使用該發(fā)明。

DMEA

DMEA是國防部的一個(gè)實(shí)體組織，位于加利福尼亞州薩克拉門托附近的前麥克萊倫空軍基地。作為國防部研究與工程副部長辦公室的一個(gè)組成部分，DMEA被授權(quán)利用先進(jìn)技術(shù)，通過提高可靠性和可維護(hù)性來延長武器系統(tǒng)的壽命，同時(shí)解決過時(shí)的問題和減少制造來源。利用政府擁有和經(jīng)營的實(shí)驗(yàn)室設(shè)施，DMEA的微電子專家為整個(gè)國防部的正在研發(fā)、現(xiàn)有和老舊項(xiàng)目提供解決方案和專業(yè)知識。