在超大规模集成电迁移(EM)分析:愿你的芯片永远活着
你能学到什么
电迁移(EM)分析在VLSI设计是指优化集成电路互联,以防止电化学增长。
流程管理他们在PCB不同于发生在一个集成电路,和每个领域中使用的解决方案是不同的。
超大规模集成优化需要平衡信号的速度和电流密度。
你需要设计IC,这些董事会抑制电迁移。
失败机制集中于电子、集成电路和PCB水平。ICs的阴险的形式的失败,和高压多氯联苯,电迁移(EM)。多氯联苯和这是一个电化学效应,而由于ICs的散射,设计师需要考虑金属迁移和生长机制在创建他们的设计。我们的目标是确保在集成电路可靠性和PCB水平,从而延长寿命尽可能长。
随着集成电路继续变得越来越小,在集成电路增加失败的可能性。自从90 nm节点,他们一直是个问题,需要优化与电流密度和时机。超大规模集成电路电磁分析。许可和厚度的痕迹可以被定义为在VLSI设计规则,帮助设计师在操作过程中防止EM和失败。这是超大规模集成电路系统设计中如何分析它们。
在VLSI EM是什么?
他们是电子效应,电子一个集成电路互连给一些动力线的原子组成。这种情况通过低能量碰撞和随后的散射。因此,互连变形随着时间的推移原子沿互连向阴极移动。这将导致出现坑线靠近阳极,和小金属疙瘩开始生长线靠近阴极的表面。
这发生在非常高的电流密度(通常> 10000 / cm2),和EM的速率较高时导线中的电流密度比较大。这意味着他们是一个失控的过程。EM发生在一个地区的电线,横截面积减小,电流密度增加。结果,他们的速度也增加。随着时间的推移,更多的金属迁移速度,这个过程最终以短路或开路。
开路故障发生在金属沿着线是完全耗尽,留下了一个空白。在短路的情况下,一个树突生长线,直到桥梁两个导体之间的差距。在这两种情况下,组件未能正确运作,必须更换。在超大规模集成短路故障是更可能发生开路故障仅仅是因为互联更紧密地联系在一起。
丘在EM和无效的增长。
热失控
还有另一个进程,有助于新兴市场:热失控。他们遵循一个Ahrrenius过程定义的活化能,这意味着迁移率的增加随着互连温度的增加。新兴市场收益,地区贫金属具有较高的电流密度和更高的阻力,导致更高的温度芯片运作。
多氯联苯呢?
他们还指的是多氯联苯的失效机理,导致在高压短路板。然而,他们在多氯联苯是一种电化学效应,由于桥接导致短路。
PCB,一些残留盐暴露金属可以溶解到电解液的解决方案如果水凝结在金属上。两个导体之间的高电场(即在高电压或近间距)可以驱动一个电化学反应,使金属盐的增长。这些树突生长和最终桥两个导体之间的差距,造成短路。
这里的解决方案是类似于VLSI:提供足够的间距两个导体在不同的电位,或设计布局,因此只有模导体放置在一起。这是一个原因爬电IPC提供的标准(具体来说,IPC - 2221)。注意他们之间的导体在PCB也是一个热驱动的过程中,虽然同样不会在树突增长发生热失控的问题。
优化集成电路互联,以防止他们
像大多数工程中存在的问题,在电子产品可靠性设计是考虑不同的设计中涉及的种种折衷选择。超大规模集成而言,自然的解决方案就是增加跟踪的宽度。这将理想情况下减少EM的电流密度低于阈值。然而,线的宽度并不是故事的全部,还有其他重要的方面需要优化的集成电路。
因为他们的倾向取决于线的电流密度,这还取决于互连信号的转换速率。当一个数字信号开关,有一个电流瞬时大,微量的EM可以发生在如此大的电流。随着时间的推移,他们积累了数以万亿计的切换事件。此外,当信号的上升时间短,峰值电流在开关较大,从而导致更多的EM芯片运作。
EM的影响平均失效到达时间(MTTF)总结了黑色定律,可以用来优化集成电路的设计。
黑色定律EM超大规模集成电路分析。
这里有一些参与的挑战在VLSI互连优化设计:
互连宽度减少阻力和电流密度增加,但增加电容(降低上升时间)。
减少间距互联艾滋病集成,但是它增加潜在的串扰耦合。
降低了上升时间减少串扰耦合和峰值电流密度,但它需要使芯片更大。
减少信号电平降低电流密度和串扰耦合,但它会降低信噪比水平和地方更小的公差对权力的完整性。
当然,这四个问题不能孤立地解决。但也有软件工具可以帮助你找到一个平衡在VLSI设计互联。
是否需要新电路板或集成电路布局,您可以采用超大规模集成电路系统设计中电磁分析的结果与强大PCB设计和分析软件包。的清晰的三维解算器从节奏提供了一套解决3 d EM和联合仿真特性在一个奇妙的产品。快板PCB设计者和节奏的全部分析工具套件集成与连接心田;工具集完整的PCB和集成电路设计和分析。
如果你想了解更多关于节奏是如何对你的解决方案,跟我们和我们的专家团队。