p Universidade da Califórnia, O engenheiro da Riverside constrói circuitos eletrônicos apenas para interrompê-los o mais rápido possível. Uma equipe de pesquisa liderada por Sheldon Tan, professor de engenharia elétrica e de computação na Bourns College of Engineering, desenvolveu uma nova maneira de testar a confiabilidade dos circuitos integrados, como microchips e microprocessadores, isso é mais rápido do que as técnicas convencionais. p O método usa eletromigração cuidadosamente controlada em temperatura normal de operação para fazer com que o circuito falhe em horas em vez de anos, permitindo que os pesquisadores avaliem o quão durável é um determinado processo de fabricação.

p A nova técnica pode estender a vida útil e a confiabilidade dos circuitos integrados usados ​​em smartphones e automotivos, médico, industrial, aeroespacial, e aplicações de defesa.

p A eletromigração é a principal preocupação de confiabilidade para circuitos integrados. Quando os elétrons passam por um metal condutor, eles se chocam com as moléculas de metal e as deslocam. O rearranjo das moléculas deforma o metal, interferindo em sua capacidade de conduzir eletricidade e até mesmo causando a quebra de fios. Esse processo pode levar de alguns minutos para alguns sensores a 10 anos ou mais para circuitos de integração de muito grande escala (VLSI), como microprocessadores.

p À medida que os dispositivos eletrônicos ficam menores, as películas e fios de metal que conectam os componentes dos circuitos integrados, conhecido como interconexões, deve se tornar mais fino ao mesmo tempo em que suporta altas densidades de corrente elétrica para funcionar com a velocidade e a precisão que os usuários esperam. A combinação aumenta o risco de falha devido à eletromigração. Os especialistas prevêem que o tempo de vida da eletromigração será reduzido pela metade a cada nova geração de VLSIs.

p Ainda, aplicações que variam de eletrônica automática a dispositivos médicos e equipamentos aeroespaciais exigem uma longa vida útil e têm requisitos de confiabilidade exigentes.

p Os desenvolvedores de circuitos integrados precisam de maneiras rápidas de testar a falha de eletromigração antes de colocá-los em produção em massa para uso em produtos eletrônicos de consumo.

p As técnicas convencionais de envelhecimento envolvem submeter o circuito integrado a altas temperaturas ou altas densidades de corrente, cada um dos quais pode fazer com que o circuito falhe por razões diferentes da eletromigração, e nenhum dos quais replica seu ambiente ou comportamento comum.

p Agora, pela primeira vez, O grupo de pesquisa de Tan criou um processo que acelera o envelhecimento da eletromigração de interconexões em circuitos integrados sob condições normais de trabalho.

p A equipe de Tan começou com uma estrutura de interconexão projetada para uma vida útil de eletromigração de mais de 10 anos, conforme exigido por muitos aplicativos eletrônicos. A estrutura consiste em um fio de dois segmentos - um reservatório e um ramo principal - um cátodo, e um interruptor para desativar o reservatório. O reservatório está conectado ao cátodo, que direciona o fluxo de elétrons no fio. Normalmente, um reservatório não tem corrente elétrica e estende a vida útil do fio. Com o reservatório desativado pelo interruptor, Contudo, corrente flui através dele, estressando o cátodo e causando falha de eletromigração em alguns dias, em vez de 10 anos.

p Ao aquecer a interconexão até as temperaturas normais de operação, menos de 150 ° C / 302 ° F, eles reduziram ainda mais o tempo de falha - pouco menos de duas horas.

p "Os dispositivos eletrônicos e as interconexões de hoje se tornarão cada vez menos confiáveis ​​com o avanço da tecnologia. A indústria de semicondutores em breve enfrentará uma crise de confiabilidade se esses problemas não forem resolvidos em um futuro próximo. Nossas novas técnicas de envelhecimento da eletromigração controlada podem ajudar a evitar esta crise, "Tan disse.