电子元器件失效分析技术与案例.doc

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1、电子元器件失效分析技术与案例费庆学二站开始使用电子器件当时电子元器件的寿命20h.Americanfrom1959开始：1。可靠性评价，预估产品寿命2。可靠性增长。不一定知道产品寿命，通过方法延长寿命。通过恶裂环境的试验。通过改进提高寿命。―――后来叫a.可靠性物理—实效分析的实例b.可靠数学第一部分：电子元器件失效分析技术（方法）1．失效分析的基本的概念和一般程序。A定义：对电子元器件的失效的原因的诊断过程b.目的：0000000c．失效模式――》失效结果――》失效的表现形式――》通过电测的形式取得d．失效机理：失效的物理化学根源――》失效的原因1）开路的可能失效机理

2、日本的失效机理分类：变形变质外来异物很多的芯片都有保护电路，保护电路很多都是由二极管组成正反向都不通为内部断开。漏电和短路的可能的失效机理接触面积越小，电流密度就大，就会发热，而烧毁例：人造卫星的发射，因工人误操作装螺丝时掉了一个渣于继电器局部缺陷导致电流易集中导入产生热击穿（si和al互熔成为合金合金熔点更低）塑封器件烘烤效果好当开封后特性变好，说明器件受潮或有杂质失效机理环境应力：温度温度过低易使焊锡脆化而导致焊点脱落。，2．失效机理的内容I失效模式与环境应力的关系任何产品都有一定的应力。a当应力>强度就会失效如过电/静电：外加电压超过产品本身的额定值会失效b应力与

3、时间应力虽没有超过额定值，但持续累计的发生故：如何增强强度&减少应力能延长产品的寿命c.一切正常，正常的应力，在时间的累计下，终止寿命特性随时间存在变化e机械应力如主板受热变形对零件的应力认为用力塑封的抗振动好应力好陶瓷的差。f重复应力如：冷热冲击是很好的零件筛选方法重复应力易导致产品老化，存在不可靠性故使用其器件：不要过载；温湿度要适当II如何做失效分析例：一个EPROM在使用后不能读写1)先不要相信委托人的话，一定要复判。2)快始失效分析：取NG&OK品，DataSheet，查找电源断地开始测试首先做待机电流测试（IV测试）电源对地的待机电流下降开封发现电源端线中间

4、断（因为中间散热慢，两端散热快，有端子帮助散热）因为断开，相当于并联电阻少了一个电阻，电流减小。原因：闩锁效应应力大于产品本身强度责任：确定失效责任方：模拟试验－>测抗闩锁的能力看触发的电流值（第一个拐点的电流值），越大越好，至少要大于datasheet或近似良品的值在标准范围内的。看维持电压（第二个拐点的电压），若大于标准值，则很难回到原值。若多片良品抽测都OK，说明使用者使用不当导致。改善措施：改善供电，加保护电路。III失效分析技术的延伸失效分析的关键是打开样品进货分析：不同的封装厂，在芯片面积越小（扫描声学检测器，红的部分为空气，可用于辨别尺寸的大小），受应力越

5、小。版本过新的产品也有可能存在可靠性问题。可能存在设计的问题。良品分析的作用：可以采取一层一层的分解拍照，找捷径破坏性物理分析（DPA）：失效前的物理分析VI失效分析的一般程序●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的时期：早期，随机（如维修过程中导致），磨损具体见文档：其中：随即失效的突发性可为静电，瞬间大电流即过电电测并确定失效模式――非正式测试用得最多的为连接测试：用万用表测量各管脚ISP（大规模可编程集成电路）端口过电应力损伤例：不良：输出特性不随输入特性变

6、化（模拟的数据准确）万用表量正(看是否开)反向(是否漏电&短路)电阻：电源与地正反向电阻其他端子与地正反向电阻端子对电源正反向电阻例R1------OLà完全开路或电流为0R2------偏大à部分开路或电流偏小R3------偏大à部分开路或电流偏小OK-----0NPSi片上加SiO2，在其上挖洞反之，端口电流增大，有短路●非破坏检查――如X-Ray，反射式扫描声学显微镜●模拟失效分析技术―――历史重演定义：通过比较模拟试验引起的失效现象与现场失效现象，确定能够失效原因的技术。种类：高温储存，潮热，高低温循环，静电放电，过电试验，门闩试验等。绝缘体间摩擦会产生静电，

7、人带静电没有接地相当于带电绝缘体。当接近零件时，放电。AB1.5K图示仪DVT100PF（5V－4。5V）/5V＝10％。先打到A充电，，再打回B放电，模拟人放电。DVT为被测设备。打静电不能作为筛选，筛选为所有产品的测试。打静电只是部分的测试，而且静电会导致产品的老化，有不可靠性。案例：●打开封装聚焦离子束技术―――物理作用：抛切，修改电路（可在芯片上直接修改芯片）用途见教材P14。●镜检通电并进行失效定位（查找发光部位－漏电部位（电流大）：用光反射放大镜――正常发光）●对失效部位进行物理化学分析，确定失效机理焊接失效：焊接性由a浸润性