DIN EN 16602-60-12-2014 Space product assurance - Design selection procurement and use of die form monolithic microwave integrated circuits (MMICs) English version EN 16602-60-12 2.pdf

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1、Dezember 2014DEUTSCHE NORM DIN-Normenausschuss Luft- und Raumfahrt (NL)Preisgruppe 21DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 49.140!%=Z“2265561www.din.deDDIN EN 166

2、02-60-12Raumfahrtproduktsicherung Design, Auswahl, Beschaffung und Nutzung von MMIC;Englische Fassung EN 16602-60-12:2014Space product assurance Design, selection, procurement and use of die form monolithic microwave integratedcircuits (MMICs);English version EN 16602-60-12:2014Assurance produit des

3、 projets spatiaux Conception, slection, approvisionnement et utilisation de circuits intgrs monolithiquehyperfrquence de forme die;Version anglaise EN 16602-60-12:2014Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 58 SeitenDIN EN 16602-60-12:2014-12 2 Nationa

4、les Vorwort Dieses Dokument (EN 16602-60-12:2014) wurde vom Technischen Komitee CEN/CLC/TC 5 Raumfahrt“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom DIN (Deutschland) gehalten wird. Das zustndige deutsche Normungsgremium ist der Arbeitsausschuss NA 131-10-01 AA Interoperabilitt von Informations-, Kommunikatio

5、ns- und Navigationssystemen“ im DIN-Normenausschuss Luft- und Raumfahrt (NL). Dieses Dokument (EN 16602-60-12:2014) basiert auf ECSS-Q-ST-60-12C. Dieses Dokument enthlt unter Bercksichtigung des DIN-Prsidialbeschlusses 1/2004 nur die englische Originalfassung von EN 16602-60-12:2014. Dieses Dokument

6、 wurde speziell zur Behandlung von Raumfahrtsystemen erarbeitet und hat daher Vorrang vor jeglicher Europischer Norm, da es denselben Anwendungsbereich hat, jedoch ber einen greren Geltungsbereich (z. B. Luft- und Raumfahrt) verfgt. DIN EN 16602-60-12:2014-12 3 Nationaler Anhang NA (informativ) Begr

7、iffe und Abkrzungen 3 Begriffe und Abkrzungen 3.1 Begriffe aus anderen Normen Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe und Definitionen nach ECSS-S-ST-00-01. Fr die Anwendung dieses Dokuments gilt der folgende Begriff nach ECSS-Q-ST-60-05: Prozessidentifikationsdokument 3.2 Fr diese Nor

8、m spezifische Begriffe 3.2.1 Chargenlos Wafer aus den gleichen Ausgangswerkstoffen, die im Fertigungsablauf (Diffusion, Metallisierung und Passivierung) in einem begrenzten und kontrollierten Zeitraum gemeinsam verarbeitet werden ANMERKUNG Damit die Verarbeitungsschritte rckverfolgt werden knnen, we

9、rden ein Chargenlos und jeder Wafer mit einem eindeutigen Kennzeichen oder Code bezeichnet. 3.2.2 Prfung der Designregeln Kontrollverfahren zur berprfung, ob die Designregeln erfllt sind ANMERKUNG 1 Die Designregeln werden im Allgemeinen vom Zulieferer erstellt. ANMERKUNG 2 Die berprfung der Designr

10、egeln erfolgt mit Hilfe von Software. 3.2.3 Konstrukteur Entwickler Organisation, die fr das Design der MMICs verantwortlich ist 3.2.4 Die-Los Dice-Los alle Dies, die aus einem einzigen Waferlos stammen 3.2.5 Prfung der elektrischen Regeln Kontrollverfahren zur berprfung, ob die elektrischen Regeln

11、erfllt sind ANMERKUNG Die elektrischen Regeln werden im Allgemeinen vom Hersteller erstellt. 3.2.6 evaluierter Prozess ausgereifte Technologie, die zum Nachweis der Leistungs- und Zuverlssigkeitsgrenzen einer Reihe von elektrischen Tests und Umweltprfungen erfolgreich unterzogen wird ANMERKUNG 1 ECS

12、S-Q-ST-60-01 enthlt eine Liste der evaluierten Prozesse. ANMERKUNG 2 Die Spezifikation ESCC269010 definiert die Anforderungen an die Evaluierung. DIN EN 16602-60-12:2014-12 4 3.2.7 Hersteller Wafer-Fabrik, die fr die Fertigung der MMICs verantwortlich ist 3.2.8 Prozesskontrollmonitor Testgert, das v

13、om Zulieferer verwendet wird, um die Stabilitt des Fertigungsprozesses mit Hilfe von Kontrollen, die whrend eines Zyklus der Waferherstellung durchgefhrt werden, zu beurteilen ANMERKUNG Der PCM wird bei jedem Waferlos mehrmals (je nach Hersteller) eingesetzt. Die mit dem PCM gewonnenen Messwerte wer

14、den verwendet, um den Wafer entsprechend den im Design-Handbuch festgelegten relevanten DC- und RF-Kriterien anzunehmen oder zu verwerfen. 3.2.9 Fertigungslos Gertetypen, die in der gleichen Fertigungsanlage aus den gleichen Rohstoffen gefertigt wurden und nach den gleichen Fertigungsverfahren und -

15、kontrollen mit der gleichen Art von Gerten verarbeitet wurden ANMERKUNG Ein Fertigungslos darf aus einem oder mehreren Chargenlosen bestehen. 3.2.10 qualifizierter Prozess Prozess, der einem formellen Qualifikationstest erfolgreich unterzogen wurde ANMERKUNG Die Spezifikation ESCC 20100 definiert di

16、e Anforderungen an die Qualifikation. 3.2.11 Maske durch das Design auf Maskenebene definierter Bereich von Schaltkreis-Layouts (MMIC, TCV, DEC, PCM) zur Vervielfltigung ber den gesamten Wafer whrend der MMIC-Fertigung 3.2.12 statistische Prozesskontrolle Mittel zur Kontrolle der Qualitt und der Sta

17、bilitt des technologischen Prozesses ANMERKUNG SPC wird bei verschiedenen Fertigungsschritten zur Messung und Analyse der Schlsselparameter unter Verwendung geeigneter Verfahren implementiert. 3.2.13 Kachelgrafik Kachel siehe Maske 3.2.14 Nutzer Person, die fr die Integration der MMICs auf hherer Eb

18、ene verantwortlich ist ANMERKUNG Beispiel: MMICs werden von Nutzern beispielsweise in Module, Hybride oder Gerte integriert. 3.2.15 validiertes Design Design, das einem Annahmetest und einem LAT-Test des MMIC-Nutzers erfolgreich unterzogen wird 3.2.16 validierter Prozess Prozess, der beurteilt oder

19、qualifiziert wird DIN EN 16602-60-12:2014-12 5 3.2.17 Waferlos Wafer, die aus einem oder mehreren Losen gefertigt wurden ANMERKUNG Je nach Prozessfortschritt wird ein Waferlos wie folgt definiert: Fall 1 (nicht beurteilter oder qualifizierter Prozess): ein Waferlos ist ein einzelner Wafer; Fall 2 (b

20、eurteilter oder qualifizierter Prozess und neues MMIC-Design): ein Waferlos ist ein Chargenlos; Fall 3 (ausgereifter Prozess und sich wiederholendes MMIC-Design): ein Waferlos wird als Fertigungslos aus 4 Chargen angesehen, die innerhalb von 3 Monaten gefertigt wurden. 3.3 Abkrzungen Fr die Anwendun

21、g dieser Norm gelten die Abkrzungen nach ECSS-S-ST-00-01 und die folgenden Abkrzungen. Abkrzung Bedeutung AQL annehmbare Qualittsgrenzlage (en: acceptance quality level) CTA Bauartzulassung des Schaltkreises (en: circuit type approval) DEC Dynamischer Auswertstromkreis (en: dynamic evaluation circui

22、t) DRC Prfung der Designregeln (en: design rules check) ERC Prfung der elektrischen Regeln (en: electrical rule check) HTRB Hochtemperatur-Sperrvorspannung (en: high-temperature reverse bias) LAT Los-Abnahmetest (en: lot acceptance test) LTRB Niedertemperatur-Sperrvorspannung (en: low-temperature re

23、verse bias) MMIC monolithische mikrowellenintegrierte Schaltung (en: monolithic microwave integrated circuit) PAD Teilezulassungsdokument (en: part approval document) PCM Prozesskontrollmonitor (en: process control monitor) PID Prozessidentifizierungs-Dokument (en: process identification document) R

24、GA Restgasanalyse (en: residual gas analysis) SAM Akustische Mikroskopie Rasterultraschallmikroskopie (en: scanning acoustic microscopy) SEM Rasterelektronenmikroskop (en: scanning electron microscope) SEU Einzelereignis-Upset (en: single event upset) SPC Statistische Prozesslenkung (en: statistical

25、 process control) TCV technologische Parameter-Teststruktur (en: technological characterization vehicle) WAT Wafer-Abnahmetest (en: wafer acceptance testing) DIN EN 16602-60-12:2014-12 6 Leerseite EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EUROPISCHE NORM EN 16602-60-12 September 2014 ICS 49.140 English vers

26、ion Space product assurance - Design, selection, procurement and use of die form monolithic microwave integrated circuits (MMICs) Assurance produit des projets spatiaux - Conception, slection, approvisionnement et utilisation de circuits intgrs monolithique hyperfrquence de forme die Raumfahrtproduk

27、tsicherung - Design, Auswahl, Beschaffung und Nutzung von MMIC This European Standard was approved by CEN on 13 March 2014. CEN and CENELEC members are bound to comply with the CEN/CENELEC Internal Regulations which stipulate the conditions for giving this European Standard the status of a national

28、standard without any alteration. Up-to-date lists and bibliographical references concerning such national standards may be obtained on application to the CEN-CENELEC Management Centre or to any CEN and CENELEC member. This European Standard exists in three official versions (English, French, German)

29、. A version in any other language made by translation under the responsibility of a CEN and CENELEC member into its own language and notified to the CEN-CENELEC Management Centre has the same status as the official versions. CEN and CENELEC members are the national standards bodies and national elec

30、trotechnical committees of Austria, Belgium, Bulgaria, Croatia, Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland, Former Yugoslav Republic of Macedonia, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Romania, S

31、lovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland, Turkey and United Kingdom. CEN-CENELEC Management Centre: Avenue Marnix 17, B-1000 Brussels 2014 CEN/CENELEC All rights of exploitation in any form and by any means reserved worldwide for CEN national Members and for CENELEC Members. Ref. No. EN 16602-6

32、0-12:2014 EEN 16602-60-12:2014 (E) 2 Table of contents Foreword 6 Introduction 7 1 Scope . 8 2 Normative references . 9 3 Terms, definitions and abbreviated terms 10 3.1 Terms from other standards 10 3.2 Terms specific to the present document . 10 3.3 Abbreviated terms. 12 4 General requirements. 14

33、 4.1 Overview 14 4.2 Flight model MMIC dies lots procurement . 14 4.3 Minimum quality requirements 14 5 Selection 15 5.1 General . 15 5.1.1 Overview . 15 5.1.2 Requirements 15 5.2 Process selection 16 5.3 Models, and design tools 16 6 Responsibilities 17 7 MMIC design . 18 7.1 Principles of MMIC des

34、ign 18 7.1.1 Overview . 18 7.1.2 General . 18 7.1.3 Number of design iterations 18 7.1.4 Design trade-offs . 19 7.2 Design tasks . 19 7.2.1 Electrical design specification . 19 7.2.2 Design variations 19 DIN EN 16602-60-12:2014-12 EN 16602-60-12:2014 (E) 3 7.2.3 Parasitic effects . 19 7.2.4 Transien

35、t simulation 20 7.2.5 Thermal analysis . 20 7.2.6 Sensitivity to temperature, process variation and supply voltages . 20 7.2.7 Design testability . 21 7.2.8 Design stability analysis 21 7.2.9 Maximum rating and robustness . 21 7.2.10 Layout optimization . 22 7.2.11 DRC or ERC . 22 7.3 Design reviews

36、 . 23 7.3.1 General . 23 7.3.2 MMIC architecture . 23 7.3.3 Schematic . 23 7.3.4 Simulation results 23 7.3.5 Sensitivity and stability analysis 24 7.3.6 Derating 24 7.3.7 Layout . 24 7.3.8 Tests matrix 24 7.3.9 Assembly 24 7.3.10 Compliance matrix 25 7.3.11 MMIC detail specification 25 7.3.12 Develo

37、pment plan . 25 7.3.13 Design documentation 25 7.3.14 MMIC summary design sheet 25 8 Application approval 26 8.1 General . 26 8.2 Test flow and test procedures . 26 9 Procurement and LAT specification . 28 10 Procurement . 29 10.1 General . 29 10.1.1 Overview . 29 10.1.2 Methodology . 29 10.2 Wafer

38、screening and WAT 29 10.2.1 General . 29 10.2.2 Wafer screening and WAT flows . 29 10.2.3 Wafer manufacturing and control 30 DIN EN 16602-60-12:2014-12 EN 16602-60-12:2014 (E) 4 10.2.4 Wafer acceptance test 31 10.2.5 Packaging . 32 10.2.6 Deliverables 32 10.3 Dies incoming testing 33 10.3.1 General

39、. 33 10.3.2 Assembly test 33 10.3.3 Visual inspection . 34 10.3.4 Electrical characterization . 34 10.4 User LAT procurement sequences . 35 10.4.1 General . 35 10.4.2 Sequence A: process, design and application validated 38 10.4.3 Sequence B: process validated and new design or new application 38 10

40、.4.4 Sequence C: process, design and application not validated 39 10.4.5 Sequence D: application approval testing . 40 10.4.6 Destructive physical analysis after user LAT . 40 10.5 Failure criteria and lot failure . 41 Annex A (normative) MMIC electrical design specification - DRD 42 Annex B (normat

41、ive) Compliance matrix for custom MMIC design - DRD . 43 Annex C (normative) Design package document - DRD 44 Annex D (normative) MMIC summary design sheet - DRD 46 Annex E (normative) MMIC procurement specification - DRD . 47 Annex F (normative) MMIC lot acceptance specification for user LAT - DRD

42、48 Annex G (normative) MMIC visual inspection summary sheet - DRD . 50 Annex H (informative) References . 51 Bibliography . 52 Figures Figure 10-1: Wafer screening and WAT . 30 Figure 10-2: Dies or die incoming testing . 34 Figure 10-3: Acceptance flow for flight model die lots . 35 Figure 10-4: Use

43、r LAT flow . 37 DIN EN 16602-60-12:2014-12 EN 16602-60-12:2014 (E) 5 Tables Table 6-1: Customer and supplier responsibilities for the “foundry” and “catalogue” modes 17 Table 8-1: CTA tests and procedures for testing in sequence D . 27 DIN EN 16602-60-12:2014-12 EN 16602-60-12:2014 (E) 6 Foreword Th

44、is document (EN 16602-60-12:2014) has been prepared by Technical Committee CEN/CLC/TC 5 “Space”, the secretariat of which is held by DIN. This standard (EN 16602-60-12:2014) originates from ECSS-Q-ST-60-12C. This European Standard shall be given the status of a national standard, either by publicati

45、on of an identical text or by endorsement, at the latest by March 2015, and conflicting national standards shall be withdrawn at the latest by March 2015. Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. CEN and/or CENELEC shall no

46、t be held responsible for identifying any or all such patent rights. This document has been prepared under a mandate given to CEN by the European Commission and the European Free Trade Association. This document has been developed to cover specifically space systems and has therefore precedence over

47、 any EN covering the same scope but with a wider domain of applicability (e.g. : aerospace). According to the CEN-CENELEC Internal Regulations, the national standards organizations of the following countries are bound to implement this European Standard: Austria, Belgium, Bulgaria, Croatia, Cyprus,

48、Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland, Former Yugoslav Republic of Macedonia, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Romania, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland, Turkey and the United Kin

49、gdom. DIN EN 16602-60-12:2014-12 EN 16602-60-12:2014 (E) 7 Introduction This Standard covers the design, selection, procurement and use of III-V monolithic microwave integrated circuits (MMICs) for space equipment. It defines the design activity for the technical (methodology, phases to be followed) and quality (quality assurance, design review) aspects, and, the selection and procurement rules for these components taking into account whether or not the processes have been validated. DIN EN 16602-60-12: