电子元器件失效分析 下载本文

引起失效的因素 材料、设计、工艺 环境应力

环境应力包括:过电、温度、湿度、机械应力、静电、重复应力 时间

中国可靠性网 失效分析的作用

确定引起失效的责任方(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 举例说明:失效分析的概念和作用 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 某EPROM的失效分析结果 模拟试验确定失效责任方 http://www.kekaoixng.com 失效分析的受益者

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:获得改进操作环境和操作规程的依据

提高产品成品率和可靠性,树立企业形象,提高产品竞争力 失效分析技术的延伸

进货分析的作用:选择优质的供货渠道,防止假冒伪劣元器件进入整机生产线 良品分析的作用:学习先进技术的捷径 失效分析的一般程序 收集失效现场数据 电测并确定失效模式 非破坏检查 打开封装镜检 通电并进行失效定位

对失效部位进行物理化学分析,确定失效机理

综合分析,确定失效原因,提出纠正措施 kekaoxing.com 收集失效现场数据

作用:根据失效现场数据估计失效原因和失效责任方 根据失效环境:潮湿、辐射

根据失效应力:过电、静电、高温、低温、高低温 根据失效发生期:早期、随机、磨损 失效现场数据的内容 水汽对电子元器件的影响 电参数漂移 外引线腐蚀 金属化腐蚀

金属半导体接触退化 辐射对电子元器件的影响 参数漂移、软失效

例:n沟道MOS器件阈值电压减小 失效应力与失效模式的相关性

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

失效发生期与失效机理的关系

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

失效发生期与失效率

以失效分析为目的的电测技术 电测在失效分析中的作用

重现失效现象,确定失效模式,缩小故障隔离区,确定失效定位的激励条件,为进行信号

寻迹法失效定位创造条件 电测的种类和相关性

连接性失效、电参数失效和功能失效 www.kekaoxing.com

电子元器件失效分析的简单实用测试技术(一)

连接性测试:万用表测量各管脚对地端/电源端/另一管脚的电阻,可发现开路、短路和特性退化的管脚。电阻显著增大或减小说明有金属化开路或漏电部位。

待机(stand by)电流测试:所有输入端接地(或电源),所有输出端开路,测电源端对地端的电流。待机(stand by)电流显著增大说明有漏电失效部位。待机(stand by)电流显著减小说明有开路失效部位。 可靠性.com

电子元器件失效分析的简单实用测试技术(二)

各端口对地端/电源端的漏电流测试(或I——V测试),可确定失效管脚。 特性异常与否用好坏特性比较法确定。 www.kekaoxing.com/club 待机(stand by)电流显著减小的案例

待机(stand by)电流偏大的案例TDA7340S音响放大器电路 由反向I-V特性确定失效机理 由反向I-V特性确定失效机理

直线为电阻特性,pn结穿钉,属严重EOS损伤。

反向漏电流随电压缓慢增大,pn结受EOS损伤或ESD损伤。 反向击穿电压下降,pn结受EOS损伤或ESD损伤。 www.kekaoxing.com/club 由反向I-V特性确定失效机理

反向击穿电压不稳定:芯片断裂、芯片受潮 烘烤变化与否可区分离子沾污和静电过电失效