ansys元器件失效的案例
元器件的失效機理有哪些？
02
濕度導致失效
濕度過高，當含有酸堿性的灰塵落到電路板上時，將腐蝕元器件的焊點與接線處，造成焊點脫落，接頭斷裂。
濕度過高，也是引起漏電耦合的主要原因。而濕度過低又容易產生靜電，所以環境的濕度應控制在合理的水平。
03
過高電壓導致器件失效
施加在元器件上的電壓穩定性是保證元器件正常工作的重要條件。過高的電壓會增加元器件的熱損耗，甚至造成電擊穿。對于電容器而言，其失效率正比于電容電壓的5次冪。對于集成電路而言，超過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，超過該允許值，器件存在失效風險。主動元件和被動元件失效的表現形式稍有差別，但也都有電壓允許上限。晶體管元件都有耐壓值，超過耐壓值會對元件有損傷，比如超過二極管、電容等，電壓超過元件的耐壓值會導致它們擊穿，如果能量很大會導致熱擊穿，元件會報廢。
04
振動、沖擊影響
機械振動與沖擊會使一些內部有缺陷的元件加速失效，造成災難性故障，機械振動還會使焊點、壓線點發生松動，導致接觸不良；若振動導致導線不應有的碰連，會產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 分析 | 元器件失效分析方法
確認功能失效，需對元器件輸入一個已知的激勵信號，測量輸出結果。如測得輸出狀態與預計狀態相同，則元器件功能正常，否則為失效,功能測試主要用于集成電路。
三種失效有一定的相關性,即一種失效可能引起其它種類的失效。功能失效和電參數失效的根源時常可歸結于連接性失效。在缺乏復雜功能測試設備和測試程序的情況下，有可能用簡單的連接性測試和參數測試方法進行電測，結合物理失效分析技術的應用仍然可獲得令人滿意的失效分析結果。
3、非破壞檢查
X-Ray檢測，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：檢查邦定有無異常、封裝有無缺陷、確認晶粒尺寸及layout
優勢：工期短，直觀易分析
劣勢：獲得信息有限
局限性：
1、相同批次的器件，不同封裝生產線的器件內部形狀略微不同；
2、內部線路損傷或缺陷很難檢查出來，必須通過功能測試及其他試驗獲得。
案例分析：
X-Ray 探傷----氣泡、邦定線
X-Ray 真偽鑒別----空包彈（圖中可見，未有晶粒）
“徒有其表”
下面這個才是貨真價實的
X-Ray用于產地分析（下圖中同品牌同型號的芯片）
X-Ray 用于失效分析（PCB探傷、分析）
（下面這個密密麻麻的圓點就是BGA的錫珠。
展開 【技巧分析】元器件失效分析方法
器件一旦壞了，千萬不要敬而遠之，而應該如獲至寶。
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。社會的發展就是一個發現問題解決問題的過程，出現問題不可怕，但頻繁出現同一類問題是非常可怕的。
失效分析基本概念
定義：對失效電子元器件進行診斷過程。
1、進行失效分析往往需要進行電測量并采用先進的物理、冶金及化學的分析手段。
2、失效分析的目的是確定失效模式和失效機理，提出糾正措施，防止這種失效模式和失效機理的重復出現。
3、失效模式是指觀察到的失效現象、失效形式，如開路、短路、參數漂移、功能失效等。
4、失效機理是指失效的物理化學過程，如疲勞、腐蝕和過應力等。
失效分析的一般程序
1、收集現場場數據
2、電測并確定失效模式
3、非破壞檢查
4、打開封裝
5、鏡驗
6、通電并進行失效定位
7、對失效部位進行物理、化學分析，確定失效機理。
8、綜合分析，確定失效原因，提出糾正措施。
1、收集現場數據：
2、電測并確定失效模式
電測失效可分為連接性失效、電參數失效和功能失效。
連接性失效包括開路、短路以及電阻值變化。這類失效容易測試，現場失效多數由靜電放電（ESD）和過電應力（EOS）引起。
電參數失效，需進行較復雜的測量，主要表現形式有參數值超出規定范圍（超差）和參數不穩定。
確認功能失效，需對元器件輸入一個已知的激勵信號，測量輸出結果。如測得輸出狀態與預計狀態相同，則元器件功能正常，否則為失效,功能測試主要用于集成電路。
三種失效有一定的相關性,即一種失效可能引起其它種類的失效。功能失效和電參數失效的根源時常可歸結于連接性失效。
展開 你的元器件為什么會無緣無故地失效了？
但有些部分會像保險絲一樣失效，即熔斷，比如導線或半導體芯片上的導電走線。
大電流造成這種現象的一個常見原因是電容充電電流太大。考慮一個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的交流電流流經其中。但如果在電壓處于最大值(110√2 = 155.6 V)時連接到交流電源，則只有ESR會限流，峰值電流將達到155.6 A，盡管其持續時間不到1 μs，也足以損壞許多小信號半導體器件。
重復發生浪涌可能會損壞電容本身，尤其是電解電容。
在用于給小型電子設備充電的廉價低壓開關電源（“壁式電源適配器”）中，這是特別常見的失效機制。如果在一個交流周期的錯誤時間插入，整流器和電容就會攜帶非常大的浪涌電流，這種情況若多次發生，最終可能會損壞器件。用一個小電阻與整流器串聯，可以限制此浪涌電流，使問題最小化。
如果我們很幸運，ESD或過壓/過流事件會立即損壞器件，這樣很容易知道問題所在。但更常見的情況是，壓力引起的損害導致器件失效，而最開始引發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。
無論設計什么電路，都有必要考慮所用器件的工作壽命和失效機制，以及在容許的最極端使用條件下，是否有任何潛在問題或壓力源會導致器件受損。任何此類問題都應當考慮，并盡可能在最終設計中予以最小化。
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PPT | 元器件可靠性技術（DPA與失效分析）
來源：電子制造資訊站
【答疑解問】你的元器件為什么會無緣無故地失效了？
如果在一個交流周期的錯誤時間插入，整流器和電容就會攜帶非常大的浪涌電流，這種情況若多次發生，最終可能會損壞器件。用一個小電阻與整流器串聯，可以限制此浪涌電流，使問題最小化。
如果我們很幸運，ESD或過壓/過流事件會立即損壞器件，這樣很容易知道問題所在。但更常見的情況是，壓力引起的損害導致器件失效，而最開始引發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。
無論設計什么電路，都有必要考慮所用器件的工作壽命和失效機制，以及在容許的最極端使用條件下，是否有任何潛在問題或壓力源會導致器件受損。任何此類問題都應當考慮，并盡可能在最終設計中予以最小化。
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