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电子器件失效分析技术

资料介绍
电子器件失效分析技术电子元器件失效分析技术
信息产业部 可靠性分析中心

基本概念和失效分析技术
第一部分

失效的概念
失效定义 1 特性剧烈或缓慢变化 2 不能正常工作 3 不能自愈 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

失效物理模型
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(latch up) 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

温度应力-时间模型
dM dt = Ae
E kT

M温度敏感参数, E激活能, k 玻耳兹曼常量, T绝对温度, t时间, A常数 T大, 反应速率dM/dt 大,寿命短 E大,反应速率dM/dt 小,寿命长

温度应力的时间累积效应

M t M 0 = Ae

E kT

(t t 0 )

失效原因:温度应力的时间累积效 应,特性变化超差

与力学公式类比
dM dt = Ae
E kT

dv dt
E kT

F = m

M t M 0 = Ae

(t t 0 )

mvt mv0 = F (t t0 )

失效物理模型小结
应力-强度模型:不考虑激活能和时间 效应,适用于偶然失效,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):需考 虑激活能和时间效应,适用于缓慢退化 ,失效现象不明显。

明显失效现象可用应力-强度 模型来解释
如:与电源相连的金属互 连线烧毁是由浪涌电压超 过器件的额定电压引起。

可靠性评价的主要内容
产品抗各种应力的能力 产品的平均寿命

预计平均寿命的方法
1求激活能 E
E ) kT E
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