元器件失效分析
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-08-04
元器件失效分析的視頻教程
基于icepack的電子元器件散熱仿真分析與優(yōu)化，視頻免費(fèi)無(wú)聲音，操作細(xì)致，提供附件（需購(gòu)買）練習(xí)。
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元器件失效分析的實(shí)例教程
確認(rèn)功能失效，需對(duì)元器件輸入一個(gè)已知的激勵(lì)信號(hào)，測(cè)量輸出結(jié)果。如測(cè)得輸出狀態(tài)與預(yù)計(jì)狀態(tài)相同，則元器件功能正常，否則為失效,功能測(cè)試主要用于集成電路。
三種失效有一定的相關(guān)性,即一種失效可能引起其它種類的失效。功能失效和電參數(shù)失效的根源時(shí)?？蓺w結(jié)于連接性失效。在缺乏復(fù)雜功能測(cè)試設(shè)備和測(cè)試程序的情況下，有可能用簡(jiǎn)單的連接性測(cè)試和參數(shù)測(cè)試方法進(jìn)行電測(cè)，結(jié)合物理失效分析技術(shù)的應(yīng)用仍然可獲得令人滿意的失效分析結(jié)果。
3、非破壞檢查
X-Ray檢測(cè)，即為在不破壞芯片情況下，利用X射線透視元器件（多方向及角度可選），檢測(cè)元器件的封裝情況，如氣泡、邦定線異常，晶粒尺寸，支架方向等。
適用情境：檢查邦定有無(wú)異常、封裝有無(wú)缺陷、確認(rèn)晶粒尺寸及l(fā)ayout
優(yōu)勢(shì)：工期短，直觀易分析
劣勢(shì)：獲得信息有限
局限性：
1、相同批次的器件，不同封裝生產(chǎn)線的器件內(nèi)部形狀略微不同；
2、內(nèi)部線路損傷或缺陷很難檢查出來(lái)，必須通過(guò)功能測(cè)試及其他試驗(yàn)獲得。
案例分析：
X-Ray 探傷----氣泡、邦定線
X-Ray 真?zhèn)舞b別----空包彈（圖中可見(jiàn)，未有晶粒）
“徒有其表”
下面這個(gè)才是貨真價(jià)實(shí)的
X-Ray用于產(chǎn)地分析（下圖中同品牌同型號(hào)的芯片）
X-Ray 用于失效分析（PCB探傷、分析）
（下面這個(gè)密密麻麻的圓點(diǎn)就是BGA的錫珠。
展開 器件一旦壞了，千萬(wàn)不要敬而遠(yuǎn)之，而應(yīng)該如獲至寶。
開車的人都知道，哪里最能練出駕駛水平？高速公路不行，只有鬧市和不良路況才能提高水平。社會(huì)的發(fā)展就是一個(gè)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題的過(guò)程，出現(xiàn)問(wèn)題不可怕，但頻繁出現(xiàn)同一類問(wèn)題是非?？膳碌?。
失效分析基本概念
定義：對(duì)失效電子元器件進(jìn)行診斷過(guò)程。
1、進(jìn)行失效分析往往需要進(jìn)行電測(cè)量并采用先進(jìn)的物理、冶金及化學(xué)的分析手段。
2、失效分析的目的是確定失效模式和失效機(jī)理，提出糾正措施，防止這種失效模式和失效機(jī)理的重復(fù)出現(xiàn)。
3、失效模式是指觀察到的失效現(xiàn)象、失效形式，如開路、短路、參數(shù)漂移、功能失效等。
4、失效機(jī)理是指失效的物理化學(xué)過(guò)程，如疲勞、腐蝕和過(guò)應(yīng)力等。
失效分析的一般程序
1、收集現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)數(shù)據(jù)
2、電測(cè)并確定失效模式
3、非破壞檢查
4、打開封裝
5、鏡驗(yàn)
6、通電并進(jìn)行失效定位
7、對(duì)失效部位進(jìn)行物理、化學(xué)分析，確定失效機(jī)理。
8、綜合分析，確定失效原因，提出糾正措施。
1、收集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)：
2、電測(cè)并確定失效模式
電測(cè)失效可分為連接性失效、電參數(shù)失效和功能失效。
連接性失效包括開路、短路以及電阻值變化。這類失效容易測(cè)試，現(xiàn)場(chǎng)失效多數(shù)由靜電放電（ESD）和過(guò)電應(yīng)力（EOS）引起。
電參數(shù)失效，需進(jìn)行較復(fù)雜的測(cè)量，主要表現(xiàn)形式有參數(shù)值超出規(guī)定范圍（超差）和參數(shù)不穩(wěn)定。
確認(rèn)功能失效，需對(duì)元器件輸入一個(gè)已知的激勵(lì)信號(hào)，測(cè)量輸出結(jié)果。如測(cè)得輸出狀態(tài)與預(yù)計(jì)狀態(tài)相同，則元器件功能正常，否則為失效,功能測(cè)試主要用于集成電路。
三種失效有一定的相關(guān)性,即一種失效可能引起其它種類的失效。功能失效和電參數(shù)失效的根源時(shí)常可歸結(jié)于連接性失效。
展開 來(lái)源：電子制造資訊站
02
濕度導(dǎo)致失效
濕度過(guò)高，當(dāng)含有酸堿性的灰塵落到電路板上時(shí)，將腐蝕元器件的焊點(diǎn)與接線處，造成焊點(diǎn)脫落，接頭斷裂。
濕度過(guò)高，也是引起漏電耦合的主要原因。而濕度過(guò)低又容易產(chǎn)生靜電，所以環(huán)境的濕度應(yīng)控制在合理的水平。
03
過(guò)高電壓導(dǎo)致器件失效
施加在元器件上的電壓穩(wěn)定性是保證元器件正常工作的重要條件。過(guò)高的電壓會(huì)增加元器件的熱損耗，甚至造成電擊穿。對(duì)于電容器而言，其失效率正比于電容電壓的5次冪。對(duì)于集成電路而言，超過(guò)其最大允許電壓值的電壓將造成器件的直接損壞。
電壓擊穿是指電子器件都有能承受的最高耐壓值，超過(guò)該允許值，器件存在失效風(fēng)險(xiǎn)。主動(dòng)元件和被動(dòng)元件失效的表現(xiàn)形式稍有差別，但也都有電壓允許上限。晶體管元件都有耐壓值，超過(guò)耐壓值會(huì)對(duì)元件有損傷，比如超過(guò)二極管、電容等，電壓超過(guò)元件的耐壓值會(huì)導(dǎo)致它們擊穿，如果能量很大會(huì)導(dǎo)致熱擊穿，元件會(huì)報(bào)廢。
04
振動(dòng)、沖擊影響
機(jī)械振動(dòng)與沖擊會(huì)使一些內(nèi)部有缺陷的元件加速失效，造成災(zāi)難性故障，機(jī)械振動(dòng)還會(huì)使焊點(diǎn)、壓線點(diǎn)發(fā)生松動(dòng)，導(dǎo)致接觸不良；若振動(dòng)導(dǎo)致導(dǎo)線不應(yīng)有的碰連，會(huì)產(chǎn)生一些意象不到的后果。
可能引起的故障模式，及失效分析。
展開 但有些部分會(huì)像保險(xiǎn)絲一樣失效，即熔斷，比如導(dǎo)線或半導(dǎo)體芯片上的導(dǎo)電走線。
大電流造成這種現(xiàn)象的一個(gè)常見(jiàn)原因是電容充電電流太大?？紤]一個(gè)ESR為1 Ω的1 μF電容，如果將它連接在110 V、60 Hz交流電源上，則有大約41 mA的交流電流流經(jīng)其中。但如果在電壓處于最大值(110√2 = 155.6 V)時(shí)連接到交流電源，則只有ESR會(huì)限流，峰值電流將達(dá)到155.6 A，盡管其持續(xù)時(shí)間不到1 μs，也足以損壞許多小信號(hào)半導(dǎo)體器件。
重復(fù)發(fā)生浪涌可能會(huì)損壞電容本身，尤其是電解電容。
在用于給小型電子設(shè)備充電的廉價(jià)低壓開關(guān)電源（“壁式電源適配器”）中，這是特別常見(jiàn)的失效機(jī)制。如果在一個(gè)交流周期的錯(cuò)誤時(shí)間插入，整流器和電容就會(huì)攜帶非常大的浪涌電流，這種情況若多次發(fā)生，最終可能會(huì)損壞器件。用一個(gè)小電阻與整流器串聯(lián)，可以限制此浪涌電流，使問(wèn)題最小化。
如果我們很幸運(yùn)，ESD或過(guò)壓/過(guò)流事件會(huì)立即損壞器件，這樣很容易知道問(wèn)題所在。但更常見(jiàn)的情況是，壓力引起的損害導(dǎo)致器件失效，而最開始引發(fā)故障的壓力早已消失。要診斷此類失效的原因是非常困難的，甚至是不可能的。
無(wú)論設(shè)計(jì)什么電路，都有必要考慮所用器件的工作壽命和失效機(jī)制，以及在容許的最極端使用條件下，是否有任何潛在問(wèn)題或壓力源會(huì)導(dǎo)致器件受損。任何此類問(wèn)題都應(yīng)當(dāng)考慮，并盡可能在最終設(shè)計(jì)中予以最小化。
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元器件失效分析的最新內(nèi)容
內(nèi)嵌元器件復(fù)合材料圓柱殼有限元應(yīng)力分析
使用軟件：ansys apdl 或 ABAQUS
工期：一個(gè)月
預(yù)算：1000
需求描述：通過(guò)參數(shù)化建模分析，了解不同模型參數(shù)下復(fù)合材料層合板應(yīng)力分布以及屈曲特性。
1. 探究?jī)?nèi)嵌元器件密度，厚度和形狀對(duì)圓柱殼結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的影響；
2. 探究圓柱殼不同厚度和曲率下結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能
畢業(yè)設(shè)計(jì)，求指教
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
失效直接受濕度、溫度、電壓、機(jī)械等因素的影響。
01
溫度導(dǎo)致失效
環(huán)境溫度是導(dǎo)致元件失效的重要因素，溫度變化對(duì)半導(dǎo)體器件的影響：構(gòu)成雙極型半導(dǎo)體器件的基本單元P-N結(jié)對(duì)溫度的變化很敏感，當(dāng)P-N結(jié)反向偏置時(shí)，
器件一旦壞了，千萬(wàn)不要敬而遠(yuǎn)之，而應(yīng)該如獲至寶。
開車的人都知道，哪里最能練出駕駛水平？高速公路不行，只有鬧市和不良路況才能提高水平。社會(huì)的發(fā)展就是一個(gè)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題的過(guò)程，出現(xiàn)問(wèn)題不可怕，但頻繁出現(xiàn)同一類問(wèn)題是非?？膳碌?。
失效分析基本概念
定義：對(duì)失效電子元器件進(jìn)行診斷過(guò)程。
1、進(jìn)行失效分析往往需要進(jìn)行電測(cè)量并采用先進(jìn)的物理、冶金及化學(xué)的分析手段。
問(wèn)
為什么未遭受壓力的器件有時(shí)候會(huì)無(wú)緣無(wú)故地失效？
答
有時(shí)候器件是“壽終正寢”，有時(shí)候是存在壓力但不明顯。
????
來(lái)源：電子制造資訊站
但是，從宏觀角度講有兩點(diǎn)需要明確：
不是所有的電子元器件都能引起引起整車安全問(wèn)題
對(duì)于某一個(gè)安全相關(guān)的電子元器件，不是所有的失效模式都能引起整車安全問(wèn)題
因此需要對(duì)所有電子元器件的失效模式進(jìn)行分析和篩選。
器件一旦壞了，千萬(wàn)不要敬而遠(yuǎn)之，而應(yīng)該如獲至寶。
開車的人都知道，哪里最能練出駕駛水平？高速公路不行，只有鬧市和不良路況才能提高水平。社會(huì)的發(fā)展就是一個(gè)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題的過(guò)程，出現(xiàn)問(wèn)題不可怕，但頻繁出現(xiàn)同一類問(wèn)題是非?？膳碌摹? 失效分析基本概念
定義：對(duì)失效電子元器件進(jìn)行診斷過(guò)程
可靠性是個(gè)系統(tǒng)工程，再抓好元器件正確選用，生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)保障質(zhì)量，采用各種可靠性試驗(yàn)方法，注重元器件失效分析等，這就保障了產(chǎn)品可靠性。
可靠性是管理出來(lái)的，這還沒(méi)有引起企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)足夠重視?？煽啃允莻€(gè)系統(tǒng)工程，復(fù)雜且涉及面很廣，沒(méi)有一個(gè)機(jī)構(gòu)來(lái)統(tǒng)籌考慮和貫徹實(shí)施，是無(wú)法使產(chǎn)品可靠性得到保障。
