一種基于加速退化軌跡的電路壽命預(yù)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電路測試領(lǐng)域，特別地，設(shè)及一種基于加速退化軌跡的電路壽命預(yù)測 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 集成電路作為各類電子設(shè)備的基本組成元器件，其可靠性直接影響著整個設(shè)備的 性能及可靠性，可靠性技術(shù)對集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起著非常重要的作用。能夠評估和預(yù)測 產(chǎn)品的可靠性是集成電路設(shè)計和生產(chǎn)中不可分割的部分，然而隨著微電子技術(shù)和半導(dǎo)體制 造工藝水平的不斷向前發(fā)展，集成電路的可靠性水平越來越高，壽命也越來越長，運就對集 成電路的可靠性評價提出了更高的要求，而現(xiàn)有技術(shù)中尚不存在一個能在較短時間內(nèi)對運 些高可靠、高壽命的元器件進(jìn)行評價、合理并及時地提供相關(guān)的可靠性信息的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種基于加速退化軌跡的電路壽命預(yù)測方法， 能夠能在較短時間內(nèi)對運些高可靠、高壽命的元器件進(jìn)行評價、合理并及時地提供相關(guān)的 可靠性信息，更準(zhǔn)確、更快速地評估了元器件與集成電路的預(yù)期壽命。
[0004] 基于上述目的本發(fā)明提供的基于加速退化軌跡的電路壽命預(yù)測方法包括：
[0005] 指定相同種類的多個待測元器件，對多個待測元器件進(jìn)行加速退化實驗，測試并 記錄多個待測元器件的性能退化參數(shù)；
[0006] 根據(jù)多個待測元器件的性能退化參數(shù)確定敏感參數(shù)，并對多個待測元器件的性能 退化參數(shù)的樣本序列進(jìn)行平穩(wěn)化處理；
[0007] 獲得ARIM模型參數(shù)，根據(jù)多個待測元器件的性能退化參數(shù)建立ARIM模型，并將 ARIM模型更新為敏感參數(shù)軌跡的擬合模型；
[0008]將擬合模型與樣本序列進(jìn)行對比判定擬合模型是否有效，并對有效的擬合模型評 定擬合精度；
[0009] 根據(jù)擬合精度預(yù)測敏感參數(shù)軌跡的走勢，敏感參數(shù)軌跡的走勢為電路壽命的預(yù)測 結(jié)果。
[0010] 其中，對多個待測元器件進(jìn)行加速退化實驗，為將多個待測元器件設(shè)置于異常工 作環(huán)境下，在外部電路的控制下進(jìn)行工作。
[0011] 并且，異常工作環(huán)境可W是高溫、高氣壓、高電壓、水中的一種或多種；多個待測元 器件的性能退化參數(shù)可W是任一管腳上的電流、任兩管腳之間的電壓中的一種或多種。
[0012] 其中，根據(jù)多個待測元器件的性能退化參數(shù)確定敏感參數(shù)，并對多個待測元器件 的性能退化參數(shù)的樣本序列進(jìn)行平穩(wěn)化處理包括：
[0013] 根據(jù)DF檢驗法檢驗多個待測元器件的性能退化參數(shù)的樣本序列是否平穩(wěn)；
[0014] 若多個待測元器件的性能退化參數(shù)的樣本序列不平穩(wěn)，則從多個待測元器件的性 能退化參數(shù)中選取隨時間變化體現(xiàn)出不平穩(wěn)性的一個或多個參數(shù)作為敏感參數(shù)，其中，多 個參數(shù)敏感參數(shù)之間具有明顯的相關(guān)性；
[0015] 使用差分法對不平穩(wěn)的樣本序列進(jìn)行處理，使之在DF檢驗法下平穩(wěn)。
[0016] 其中，獲取ARIM模型參數(shù)，根據(jù)多個待測元器件的性能退化參數(shù)建立ARIM模 型，為獲取ARIM模型的P、tq參數(shù)，并根據(jù)多個待測元器件的性能退化參數(shù)與P、tq參 數(shù)建立ARIM模型。
[0017] 并且，獲取ARIM模型的p、q參數(shù)的方法可W是樣本自相關(guān)函數(shù)和偏相關(guān)函數(shù)法、 延伸自相關(guān)系數(shù)法、最小典型相關(guān)法、最小信息準(zhǔn)則法中的一種。
[0018] 并且，獲取ARIM模型的p、q參數(shù)的方法為最小信息準(zhǔn)則法，最小信息準(zhǔn)則法從擬 合優(yōu)度和模型復(fù)雜程度兩個方面評價ARIM模型，確定P、q參數(shù)的上限，并根據(jù)P、q參數(shù)的 上限計算出ARIM模型的最小信息值所在階數(shù)作為ARIM模型階數(shù)，同時確定與ARIM模 型階數(shù)相對應(yīng)的P、q參數(shù)。
[0019] 其中，將擬合模型與樣本序列進(jìn)行對比判定擬合模型是否有效，為判斷擬合模型 與樣本序列的殘差是否為自相關(guān)性為零，若自相關(guān)性為零或很接近零則判定擬合模型有 效。
[0020] 并且，對有效的擬合模型評定擬合精度，為根據(jù)擬合模型與樣本序列的殘差的自 相關(guān)性對有效的擬合模型計算擬合精度，其中，擬合精度可W是每個樣本的平均絕對擬合 誤差、平均相對擬合誤差、擬合均方差中的一種或多種。
[0021] 上述相同種類的多個待測元器件為40個化431MJGB忍片，加速退化實驗為在高溫 高供電電壓環(huán)境下持續(xù)工作。
[0022] 從上面所述可W看出，本發(fā)明提出的基于加速退化軌跡的電路壽命預(yù)測方法，通 過對待測元器件或集成電路進(jìn)行加速退化試驗，并應(yīng)用時間序列方法將模擬集成電路在工 作狀態(tài)的退化參數(shù)與時間相結(jié)合確定敏感參數(shù)并建立退化數(shù)據(jù)的ARIM模型，從而使用退 化軌跡的方法預(yù)測工作壽命，能夠能在較短時間內(nèi)對運些高可靠、高壽命的元器件進(jìn)行評 價、合理并及時地提供相關(guān)的可靠性信息，更準(zhǔn)確、更快速地評估了元器件與集成電路的預(yù) 期壽命。
【附圖說明】
[0023] 圖1為本發(fā)明提出的基于加速退化軌跡的電路壽命預(yù)測方法的流程圖；
[0024] 圖2為本發(fā)明提出的基于加速退化軌跡的電路壽命預(yù)測方法中，摸底試驗采用的 外部電路圖；
[00巧]圖3為本發(fā)明提出的基于加速退化軌跡的電路壽命預(yù)測方法中，加速退化實驗的 整體連接結(jié)構(gòu)圖；
[00%] 圖4為本發(fā)明提出的基于加速退化軌跡的電路壽命預(yù)測方法中，加速退化實驗箱 內(nèi)部分的電路圖；
[0027] 圖5為本發(fā)明提出的基于加速退化軌跡的電路壽命預(yù)測方法中，加速退化實驗箱 外部分的電路圖；
[0028] 圖6(a)為本發(fā)明提出的基于加速退化軌跡的電路壽命預(yù)測方法中，U1-T3應(yīng)力組 合下樣本的殘差序列自相關(guān)柱狀圖；
[0029] 圖6(b)為本發(fā)明提出的基于加速退化軌跡的電路壽命預(yù)測方法中，U2-T3應(yīng)力組 合下樣本的殘差序列自相關(guān)柱狀圖；
[0030] 圖6(c)為本發(fā)明提出的基于加速退化軌跡的電路壽命預(yù)測方法中，U3-T1應(yīng)力組 合下樣本的殘差序列自相關(guān)柱狀圖；
[0031] 圖6(d)為本發(fā)明提出的基于加速退化軌跡的電路壽命預(yù)測方法中，U3-T2應(yīng)力組 合下樣本的殘差序列自相關(guān)柱狀圖；
[0032] 圖6(e)為本發(fā)明提出的基于加速退化軌跡的電路壽命預(yù)^1方法中，U3-T3應(yīng)力組 合下樣本的殘差序列自相關(guān)柱狀圖；
[0033] 圖7(a)為本發(fā)明提出的基于加速退化軌跡的電路壽命預(yù)測方法中，U1-T3應(yīng)力組 合下樣本的退化軌跡折線圖；
[0034] 圖7(b)為本發(fā)明提出的基于加速退化軌跡的電路壽命預(yù)測方法中，U2-T3應(yīng)力組 合下樣本的退化軌跡折線圖；
[0035] 圖7(c)為本發(fā)明提出的基于加速退化軌跡的電路壽命預(yù)測方法中，U3-T1應(yīng)力組 合下樣本的退化軌跡折線圖；
[0036] 圖7(d)為本發(fā)明提出的基于加速退化軌跡的電路壽命預(yù)測方法中，U3-T2應(yīng)力組 合下樣本的退化軌跡折線圖；
[0037] 圖7(e)為本發(fā)明提出的基于加速退化軌跡的電路壽命預(yù)^1方法中，U3-T3應(yīng)力組 合下樣本的退化軌跡折線圖。
【具體實施方式】
[003引為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，W下結(jié)合具體實施例，并參照 附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0039] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供了一種基于加速退化軌跡的電路壽命預(yù)測方法。
[0040] 如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的實施例提供的基于加速退化軌跡的電路壽命預(yù)測方法 包括：
[0041] 步驟S101，指定相同種類的多個待測元器件，對多個待測元器件進(jìn)行加速退化實 驗，測試并記錄多個待測元器件的性能退化參數(shù)；
[0042] 步驟S103,根據(jù)多個待測元器件的性能退化參數(shù)確定敏感參數(shù)，并對多個待測元 器件的性能退化參數(shù)的樣本序列進(jìn)行平穩(wěn)化處理；
[0043] 步驟S105,獲得ARIMA模型參數(shù)，根據(jù)多個待測元器件的性能退化參數(shù)建立ARIMA 模型，并將ARIM模型更新為敏感參數(shù)軌跡的擬合模型；
[0044] 步驟S107,將擬合模型與樣本序列進(jìn)行對比判定擬合模型是否有效，并對有效的 擬合模型評定擬合精度；
[0045] 步驟S109,根據(jù)擬合精度預(yù)測敏感參數(shù)軌跡的走勢，敏感參數(shù)軌跡的走勢為電路 壽命的預(yù)測結(jié)果。
[0046] 其中，對多個待測元器件進(jìn)行加速退化實驗，為將多個待測元器件設(shè)置于異常工 作環(huán)境下，在外部電路的控制下進(jìn)行工作。
[0047] 并且，異常工作環(huán)境可W是高溫、高氣壓、高電壓、水中的一種或多種；多個待測元 器件的性能退化參數(shù)可W是任一管腳上的電流、任兩管腳之間的電壓中的一種或多種。
[0048] 其中，根據(jù)多個待測元器件的性能退化參數(shù)確定敏感參數(shù)，并對多個待測元器件 的性能退化參數(shù)的樣本序列進(jìn)行平穩(wěn)化處理包括：
[0049] 根據(jù)DF檢驗法檢驗多個待測元器件的性能退化參數(shù)的樣本序列是否平穩(wěn)；
[0050] 若多個待測元器件的性能退化參數(shù)的樣本序列不平穩(wěn)，則從多個待測元器件的性 能退化參