Teledyne e2v微处理器:⾼可靠性的差异 (微处理器术语)
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图1:飞⾏电⼦、宇航和国防的温度需求vs⼯业级这种需求会影响电⼦器件的设计,从⽽兼容宽温度范围,如-℃到℃(有时叫做军级),如图1所⽰。焊球焊球也是航空、航天和国防客户的关键议题。在集成电路的封装中,焊球是器件底部的接触⽹络,⽤于*在印制电路板(PCB)上。*制造商多年来⼀直使⽤锡铅球(也叫作Sn-Pb),对此有丰富的经验。⼀直以来,铅被认为可以减弱锡须的形成,虽然其具体的机制⼀直⽆法知晓。为了与其他不含铅的焊球区分,这些含铅的焊球被标注为Tin-Lead或SnPb。关于*使⽤某些有害成分的指令(RoHS)*在⼤多数消费类产品中使⽤铅,催⽣了锡银铜*⼯艺的应⽤,这种⼯艺也叫作⽆铅或RoHS。多年来,电⼦元器件包括微处理器的制造商⼀直在同时推⼴含铅(Sn-Pb)和⽆铅(RoHS)的选项,但最近⼗年来,只推⼴RoHS选项成了⼀种趋势。由于⽆铅产品的特性尚未被完全探明,在关键的领域⽐如航空、航天和国防的应⽤中,依然不流⾏使⽤⽆铅产品。由于客户需熟悉⽆铅的⼯艺,从含铅到⽆铅的转换也会增加产品周期。图2:焊球今天,在欧洲⽆铅的普及率⽐美国和亚太区⾼,但是距离%还很遥远。在欧洲的飞⾏电⼦和国防*中,⽆铅的使⽤率也没到%。在美国和亚洲的飞⾏电⼦和国防*中,⽆铅器件的普及率要低得多。因此,继续⽣产和测试含铅焊球的器件,依然有很⼤的市场需求。长寿命长寿命也是飞⾏电⼦、宇航和国防*的⼀个关键点,或者是⼀个负担,或者两者兼有。为什么?原因如下。在飞⾏电⼦领域,⾦融投资对于制造关键安全性的*⾮常重要。制造、验证并使*通过航空局的认证耗时很长(5到年)。因此,⼀旦*经过认证,飞⾏电⼦制造商希望尽可能不进⾏任何改动地重⽤这个*。这意味着对电⼦元器件的采购⽽⾔,需在数⼗年内能采购到这些器件,以确保能够持续制造相同的经过验证的*,⽽不进⾏任何改动。你会发现某些飞机已经很⽼了,但是依然满⾜安全性的要求。TELEDYNEE2V⾼可靠性微处理器质量认证Teledynee2v已经⽣产⾼可靠性微处理器超过年的时间,其关键的优点如下:•扩展温度范围:-到℃•提供⽆铅(RoHS)和含铅(SnPb)封装产品的质量保证•长期供货(超过年).•Teledynee2v的产品⽀持延长的⾼可靠性质保•⽀持AS/EN/J*Q(格⾥诺布尔,法国)的航空认证Teledynee2v的⾼可靠性产品的质量保证包含四个主要的步骤。让我们仔细看⼀下这些步骤。⼀旦Teledynee2v决定将⼀款新产品加⼊⾼可靠性微处理器的系列中,它将遵循下⾯的步骤评估和认证这⼀产品。1.产品转移第⼀步的关键是保证可以扩展商⽤微处理器的温度范围。最重要的是,获得制造商的原始测试程序并使⽤相同的测试设备。这使得Teledynee2v能保证在⾼可靠性的温度范围(-/℃)内正常⼯作,并和原始制造商有相同的测试范围和测试质量。Teledynee2v⼀直持续投资其测试设备以保证新旧NXP微处理器的⾼可靠性。图3表⽰多年来Teledynee2v获取和使⽤的不同的测试设备,以保证长期供货并引⼊新的处理器技术。图中在测试设备的附近还标注了相关的处理器系列。2.特性描述图3:测试设备这个步骤的⽬标是确定关键参数(CPU频率、电压、功耗、SERDES和PLL等)在扩展温度范围-到℃是怎样的值。-在℃时器件的功耗是多少?-在℃以上或-℃时PLL会锁定吗?-在℃时器件能跑到最⼤的频率吗?特性描述的步骤可回答这些问题,所有在扩展环境中的实际测试数据都会放在提供给⽤户的数据⼿册中。同时,特性描述实际上使得Teledynee2v可保证长期的供货,即使时间推移、⼯艺调整也能稳定制造产品和出货。图4表明扩展温度范围(℃到℃)如何影响功耗。这些特性描述步骤得到的值会反映在产品的数据⼿册中。图4:功耗vs温度另⼀⽅⾯,下图表明在扩展温度范围⾥CPU频率随电源电压的变化。上⾯的曲线表明Vmin跨越了Vid最⼤值的最⼩规格,因此⽆法保证在扩展温度范围可实现1.8GHz的频率。因此,Teledynee2v会按照1.6GHz的规格⽣产,因为这个频率能满⾜扩展温度范围的要求。