电子电器产品失效分析技术

《电子电器产品失效分析技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、1电子电器产品失效分析技术2目录失效物理的概念微电子器件失效机理失效分析技术3（1）、失效定义1、特性剧烈或缓慢变化；2、不能正常工作；（2）、失效种类1、致命性失效：如过电应力损伤；2、缓慢退化：如MESFET的IDSS下降；3、间歇失效：如塑封器件随温度变化间歇失效。（一）、失效分析的基本概念4■定义：研究电子元器件失效机理的学科■失效机理：失效的物理化学根源■举例：金属电迁移（二）、失效物理的概念5▼失效模式：金属互连线电阻值增大或开路；▼失效机理：电子风效应；▼产生条件：电流密度大于10E5A/cm2；▼纠正措施：高温淀积，增加铝颗粒直径，掺铜，降低工作温度，减少阶梯，铜

2、互连、平面化工艺。金属电迁移61、失效分析：确定产品的失效模式、失效机理，提出纠正措施，防止失效重复出现；2、可靠性评价：根据失效物理模型，确定模拟试验方法，评价产品的可靠性。（三）、失效物理的用途71、应力－强度模型失效原因：应力>强度强度随时间缓慢减小如:过电应力（EOS）、静电放电（ESD）、闩锁（latchup)2、应力－时间模型（反应论模型）失效原因：应力的时间累积效应，特性变化超差。如金属电迁移、腐蚀、热疲劳（四）、失效物理模型8T高，反应速率大，寿命短；E大，反应速率小，寿命长。温度应力-时间模型9温度应力的时间累积效应失效原因：温度应力的时间累积效应，特性变化超差

3、。10◆应力－强度模型与断裂力学模型相似，不考虑激活能和时间效应，适用于偶然失效和致命性失效，失效过程短，特性变化快，属剧烈变化，失效现象明显；◆应力－时间模型（反应论模型）与牛顿力学模型相似，考虑激活时间效应，适用于缓慢退化，失效现象不明显。失效物理模型小结11求激活能E：LnL1LnL21/T21/T1B应力-时间模型的应用：预计元器件平均寿命12求加速系数F：设定高温为T1，低温为T2，可求出F。预计平均寿命的方法13由高温寿命L1推算常温寿命L2F=L2/L1对指数分布L1=MTTF=1/λλ失效率141、内容：从室温算起，温度每升高10度，寿命减半。2、应用举例：推算铝

4、电解电容寿命105C，寿命1000h（标称值）55C,寿命1000X2E5=32000h35C，寿命1000X2E7=128000h=128000/365/24=14.81年温度应力－时间模型的简化：十度法则151、失效物理的定义：研究电子元器件失效机理的学科。2、失效物理的用途：A、失效分析：确定产品的失效模式、失效机理，提出纠正措施，防止失效重复出现；B、可靠性评价：根据失效物理模型，确定模拟试验方法，评价产品的可靠性。（五）、小结16目录失效物理的概念微电子器件失效机理失效分析技术17失效的表现形式叫失效模式。按电测结果分类：A、开路、B、短路或漏电、C、参数漂移、D、功能

5、失效失效模式的概念18■失效的物理化学根源叫失效机理。■开路的可能失效机理：过电烧毁、静电损伤、金属电迁移、金属的电化学腐蚀、压焊点脱落、CMOS电路的闩锁效应■漏电和短路的可能失效机理：颗粒引发短路、介质击穿、pn微等离子击穿、Si-Al互熔■参数漂移的可能失效机理：封装内水汽凝结、介质的离子沾污、欧姆接触退化、金属电迁移、辐射损伤失效机理的概念19◆失效模式与材料、设计、工艺的关系◆失效模式与环境应力的关系环境应力包括：过电、温度、湿度、机械应力、静电、重复应力◆失效模式与时间的关系失效机理的内容201、电参数漂移；2、外引线腐蚀；3、金属化腐蚀；4、金属半导体接触退化。水汽

6、对电子元器件的影响21参数漂移、软失效例：n沟道MOS器件阈值电压减小辐射对电子元器件的影响22过电：pn结烧毁、电源内引线烧毁、电源金属化烧毁静电：MOS器件氧化层击穿、输入保护电路潜在损伤或烧毁热：键合失效、Al-Si互溶、pn结漏电热电：金属电迁移、欧姆接触退化高低温：芯片断裂、芯片粘接失效低温：芯片断裂失效应力与失效模式的相关性23早期失效：设计失误、工艺缺陷、材料缺陷、筛选不充分随机失效：静电损伤、过电损伤磨损失效：元器件老化随机失效有突发性和明显性早期失效、磨损失效有时间性和隐蔽性失效发生期与失效机理的关系24目录失效物理的概念微电子器件失效机理失效分析技术25确定引

7、起失效的责任方（用应力－强度模型说明）确定失效原因为实施整改措施提供确凿的证据（一）、失效分析的作用26某EPROM使用后无读写功能；失效模式：电源对地的待机电流下降；失效部位：部分电源内引线熔断；失效机理：闩锁效应；确定失效责任方：模拟试验；改进措施建议：改善供电电网，加保护电路。举例说明：失效分析的概念和作用27元器件厂：获得改进产品设计和工艺的依据整机厂：获得索赔、改变元器件供货商、改进电路设计、改进电路板制造工艺、提高测试技术、设计保护电路的依据整机用户：获得改进操作环境