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Pasternack博客

高可靠性放大器为何具有高可靠性?

高可靠性(HI-REL)无线射频/微波放大器主要适用于航空航天和其他关键应用,在这些应用中,设备的可靠性起到至关重要的作用。高可靠性放大器本质上只是一个放大器,但可以满足一个或多个军用可靠性标准的要求。

为了确保设备和系统的可靠性,相关部门开发了几种规范(MIL规范)或标准(MIL-STD),供制造商遵守。以固态功率放大器(SSPAs)等微电子产品为例,须遵循的主要标准是MIL-STD-883。MIL-STD-883标准涵盖了环境、电气和机械性能要求,以及制造标准和试验程序。

MIL-STD-883标准之前由一个部分组成,涉及微电子鉴定的各个方面,截至2019年,MIL-STD-883标准目前涵盖五个部分,即环境、机械、电气(数字)、电气(线性)和试验程序。另外,每个部分进一步分为各种试验方法,这些方法按照每个部分的顺序进行编号。例如,机械冲击试验方法在MIL-STD-883-2标准中的编号为2002.5,功率增益和噪声系数试验方法在MIL-STD-883-4标准中的编号为4006.2。

MIL-STD-883标准的环境部分(MIL-STD-883-1,截至2019年)

 

MIL-STD-883-1标准涵盖了微电子的34种环境试验方法,包括气压试验、浸渍试验、绝缘电阻试验、温度循环试验、老化试验、中子辐照试验、寿命耐久性试验等。一般而言,某一特定应用具有符合环境标准要求的某些方面,并且可能要求具有一定水平的性能,甚至超出标准的基本要求。此外,该标准还包括加速试验条件,其中施加的应力水平超过设备的最大操作额定值或储存的应力水平,通常用于较短的时间。这可以实现高效率的鉴定,因为设备进行加速应力试验的时间可能比典型试验所需的时间短得多。

MIL-STD-883标准的机械部分(MIL-STD-883-2,截至2019年)

 

MIL-STD-883-2标准由38个部分组成,包括机械冲击试验、外观检查试验、物理尺寸试验、金属化的扫描电镜检查、基板连接强度试验和耐焊接热试验。该标准的许多方面可用于测试微电子制造工艺,如非破坏性键合牵引和结合强度(破坏性键合牵引)试验。

MIL-STD-883标准的电气部分(MIL-STD-883-3和MIL-STD-883-4,截至2019年)

 

MIL-STD-883-3标准和MIL-STD-883-4标准涵盖数字和线性电气试验,专门用于测试数字和模拟/功率/无线射频微电子。因此,MIL-STD-883-3标准涵盖了数字设备的各个方面,例如晶体管、输入/输出电压、延迟、串扰和静态闩锁。其中Mil-STD-883-4标准具体涵盖了相位裕度试验、转换速率试验、共模抑制比试验、开环性能试验等试验,通常应用于线性放大器。

MIL-STD-883标准的试验程序(MIL-STD-883-5,截至2019年)

 

MIL-STD-883标准还涉及筛选程序、合格和质量一致性程序以及其他评估和分析方法。该标准还包括砷化镓(GaAs)器件的晶圆制造控制和晶圆验收程序。重要的是,该标准定义了自定义单片微电路的程序,其中包括许多单片微波集成电路(MMIC)器件。

 

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