针对混合集成电路可靠性指标评价的层次结构构建方法技术

一种针对混合集成电路可靠性指标评价的层次结构构建方法,其步骤如下：一：确定混合集成电路可靠性评价层次结构的目标层；二：确定混合集成电路可靠性评价层次结构的准则层；三：确定混合集成电路可靠性评价层次结构的关键要素层；通过以上步骤，使得对于某一类具体混合集成电路的评价不再是无从下手或者只是对整体做判断，而是能够从多角度，多层次，多细节方面分别作出具体评价，更加完整并合理地把握评价过程，解决了混合复杂电路的可靠性指标评价问题。本发明专利技术提供的基于层次分析法中的结构模型思想和工作分解结构的要素分类思想的混合集成电路层次构建方法可以对某型DC‑DC电源模块进行层次构建。

【技术实现步骤摘要】
一、
：本专利技术提供一种针对混合集成电路可靠性指标评价的层次结构构建方法，它是一种混合集成电路多元信息提取以及层次结构构建的方法，它涉及一种DC-DC电源模块的层次结构构建方法。它结合了层次分析法(即AHP)中的结构模型思想和工作分解结构(即WBS)的要素分类思想，在DC-DC电源模块的可靠性评价工作中，对影响该指标的各个要素进行层次分解和归类，对后续的量化计算过程起到参考作用，属于电子元器件的可靠性评价领域。二、
技术介绍
：近年来，随着各国军事科技与武器装备等的迅猛发展，不仅对电子元器件的需求越来越大，对其可靠性要求还越来越高。混合集成电路以其电子元器件参数范围宽、精度和稳定性高、电路设计灵活性大、研制生产周期短等特点广泛应用于电子设备。对于电子元器件是否可用且可靠，往往是针对具体情况具体分析：比如针对机载环境，对元器件进行温度冲击、振动、温度循环等验证性试验。然而在混合集成电路上具有各种功能的电子元器件并存在不同的电气互联，元器件对整个系统的影响并没有很清楚的了解，没有过多的实际应用经验，只是针对应用条件及环境不能保证元器件可用且可靠。如果对整个混合集成电路的可靠性不了解，一旦出现问题，造成的损失将不可预估，因此研究混合集成电路的可靠性评价是必须且必要的。DC-DC电源模块是一种广泛应用于航空、航天和舰载的武器装备等军事领域的开关电源电路，属于混合集成电路的一种，具有体积小、质量轻、功率密度高、转换效率高等优点。该模块实际上也是一个高集成度的复杂电子系统，内部包含集成电路、电阻、电容、半导体分立器件、变压器、电感器等大量电子元器件，其制造工艺过程也极其复杂。其研制生产过程采用的设计技术、封装工艺、材料、元器件等技术要素成熟度如何，将直接影响其在武器装备中的应用。对于混合集成电路的可靠性指标评价，最基本也是最重要的一步是建立合适清晰的层次结构，而层次结构的准确建立，取决于对待评价目标的各个影响要素的有效分解和归类，合理全面地对待评价目标在层次上和关键要素上进行分析归纳。因此，本专利技术针对某一款型号的DC-DC电源模块展开研究，结合层次分析法(即AHP)中的结构模型思想和工作分解结构(即WBS)的要素分类思想，对影响其可靠性指标的各个要素进行层次分解和归类，最终形成一套适用于混合集成电路的层次结构构建方法，为定量的可靠性指标分析提供可靠的依据。三、
技术实现思路
：1、目的：本专利技术的目的是提供提供一种针对混合集成电路可靠性指标评价的层次结构构建方法，即混合集成电路多元信息提取以及层次结构构建的方法，它是结合了层次分析法(即AHP)中的结构模型思想和工作分解结构(即WBS)的要素分类思想，形成一套针对混合集成电路可靠性指标评价的层次结构构建方法，并使用此方法对DC-DC电源模块的层次结构进行准确建立。2、技术方案：本专利技术是通过以下技术方案实现的：该方法立足于层次分析法的基本结构，将整个层次结构分为目标层、准则层和关键要素层。三个层次呈金字塔型结构，目标层居于最顶层，代表最终待决策的目标；准则层则是影响目标的多个标准或因素，通常有若干个；最下层则是对各个准则的进一步具体细分成关键要素。目标层、准则层和关键要素层之间属于总分关系。本专利技术一种针对混合集成电路可靠性指标评价的层次结构构建方法,其步骤如下：步骤一：确定混合集成电路可靠性评价层次结构的目标层；在这里，目标层就是待评价混合集成电路的可靠性指标；步骤二：确定混合集成电路可靠性评价层次结构的准则层；准则层主要是影响目标层的各个方面的因素，包括功能、设计、制造工艺、材料、环境、封装以及后期保障性，如图1所示；这些方面覆盖了混合集成电路从设计生产到制造以及之后的使用的全生命周期，基本可以全面涉及到每个方面；步骤三：确定混合集成电路可靠性评价层次结构的关键要素层；关键要素层的组成，是对准则层的每个准则，进一步细分，得到该准则的具体可选方案；如果某些关键要素还需要进一步明确地划分，那么可以适当地加入新的一层；功能准则主要分为三个关键要素，分别是电气特性、频率特性和温度特性，如图2所示。电气特性的代表性要素又可以分为数字信号、模拟信号、电压和功耗；针对电气特性中的电压要素，又可进一步细分为电压范围和电压稳定性；频率特性的代表性要素又可以分为噪声、时间参数、带宽和纹波；设计准则主要分为两个关键要素，分别是内装元器件的选择和整体可靠性设计，如图3所示。内装元器件的选择又可以按照选用类型、电性能要求、工艺适应性、选用标准和质量四个方面进一步细分。选用类型可以分为有源器件、无源器件和单片集成电路；电性能要求主要电性能要求重点关注元器件电性能参数额定值能否满足HIC极限设计和降额设计的要求。工艺适应性主要从元器件结构形式和元器件体积两个维度考虑；选用标准主要分为QRL和QPL；元器件质量的判断则从是否通过稳态高温寿命试验、是否通过老练筛选试验、是否通过破坏性物理分析试验、是否有断档的风险等几个方面考虑。整体可靠性设计从功能方面主要是进行降低复杂度和功耗，实施版图尺寸、功能容差和裕度、热分布和散热、布线以及必要的防护等方面的可靠性设计，以消除和控制其可能出现的时效模式，使产品功能在规定条件下和规定时间内获得较为稳定的结果。因此从功能的角度细分，可以将整体可靠性设计分为简化设计、冗余设计、低功耗设计、降额设计、热设计以及裕度设计。从环境适应性方面的可靠性设计主要分为耐环境设计、电磁兼容设计、防噪声设计、防辐射设计、防静电设计以及防瞬态设计。特别地，对于降额设计，又可以按照降额等级分为I、II、III级降额；热设计可以按照设计制造环节和使用环节继续细分；按照设计制造环节，可分成热匹配设计和降低热阻两方面；按照使用过程，则可以考虑采用何种散热方式以及整个电路的安装和布局情况。耐环境设计可以按照耐力学环境设计、耐高温环境设计和“三防”设计分成三个部分。耐力学环境设计又可分为消源设计和抗震设计。“三防”设计则是分成防潮湿、防盐雾、防霉菌三个方面。电磁兼容设计从屏蔽设计、滤波设计和接地设计三方面考虑。防辐射设计可以细分为抗电离总剂量效应、抗单粒子效应和应用中抗辐射情况。抗电离总剂量效应可以按照是否进行设计加固、是否进行工艺加固和是否进行材料加固来判断。抗单粒子效应可以按照是否增加反馈电路和SOI工艺加固来判断。应用中抗辐射情况可分为是否进行屏蔽加固设计、是否进行冗余加固设计、是否进行抗单粒子锁定设计和是否有看门狗电路设计等四个方面。防静电设计通常从生产设计环节和使用环节两方面来分析。生产设计环节的防静电设计主要分成网络保护、器件保护和是否有防静电包装容器。使用环节的防静电设计则主要考虑防静电器材和设施。防瞬态设计从六个方面来考虑，分别是过压保护电路、过流保护电路、短路保护电路、过热保护电路、欠压保护电路和稳压保护电路。工艺准则主要分为组装工艺、粘接工艺、键合工艺、焊接工艺和封装工艺等五个关键要素，如图4所示。混合集成电路的组装工艺主要分为HIC组装技术、MCM组装技术、SOC组装技术、SOP组装技术和SiP组装技术。其中HIC组装技术又可以按照厚膜、薄膜和厚薄膜兼顾分为厚膜HIC、薄膜HIC、厚薄膜HIC。厚膜HIC采用丝网印刷、烧结等厚膜工艺，在陶瓷基板上制作导体、电阻，并在同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种针对混合集成电路可靠性指标评价的层次结构构建方法,其特征在于：其步骤如下：步骤一：确定混合集成电路可靠性评价层次结构的目标层；在这里，目标层就是待评价混合集成电路的可靠性指标；步骤二：确定混合集成电路可靠性评价层次结构的准则层；准则层是影响目标层的各个方面的因素，包括功能、设计、制造工艺、材料、环境、封装以及后期保障性；这些方面覆盖了混合集成电路从设计生产到制造以及之后的使用的全生命周期，能全面涉及到每个方面；步骤三：确定混合集成电路可靠性评价层次结构的关键要素层；关键要素层的组成，是对准则层的每个准则，进一步细分，得到该准则的具体可选方案；如果某些关键要素还需要进一步明确地划分，则加入新的一层；通过以上步骤，使得对于某一类具体混合集成电路的评价不再是无从下手及只是对整体做判断，而是能够从多角度，多层次，多细节方面分别作出具体评价，更加完整并合理地把握评价过程，解决了混合复杂电路的可靠性指标评价问题。

【技术特征摘要】
1.一种针对混合集成电路可靠性指标评价的层次结构构建方法,其特征在于：其步骤如下：步骤一：确定混合集成电路可靠性评价层次结构的目标层；在这里，目标层就是待评价混合集成电路的可靠性指标；步骤二：确定混合集成电路可靠性评价层次结构的准则层；准则层是影响目标层的各个方面的因素，包括功能、设计、制造工艺、材料、环境、封装以及后期保障性；这些方面覆盖了混合集成电路从设计生产到制造以及之后的使用的全生命周期，能全面涉及到每个方面；步骤三：确定混合集成电路可靠性评价层次结构的关键要素层；关键要素层的组成，是对准则层的每个准则，进一步细分，得到该准则的具体可选方案；如果某些关键要素还需要进一步明确地划分，则加入新的一层；通过以上步骤，使得对于某一类具体混合集成电路的评价不再是无从下手及只是对整体做判断，而是能够从多角度，多层次，多细节方面分别作出具体评价，更加完整并合理地把握评价过程，解决了混合复杂电路的可靠性指标评价问题。2.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕旭波，黄姣英，高成，崔灿，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11