电子元件的发展历史实际上是电子发展的简史。电子技术是一种新技术,在二十世纪,它发展最快,使用最广泛,它已成为现代科学技术发展的重要标志。为了促进电子信息技术的进一步发展,就要提高电子元器件的可靠性,因此掌握电子元器件失效分析的技术就变得十分必要。
电子元器件主要包括元件和器件,电子元件是生产加工过程中分子成分不被改变的成品,比如:电容、电阻和电感等。电子器件是生成加工过程中分子结构发生变化的成品,比如:电子管、集成电路等。
失效的分类
根据不同的标准,对失效的分类一般主要有以下几种归类法。
以失效原因为标准:主要分为本质失效、误用失效、偶然失效、自然失效等。
以失效程度为标准:主要分为部分失效、完全失效。
以失效模式为标准:主要分为无功能、短路、开路等。
以失效后果的严重程度为标准:主要分为轻度失效、严重失效以及致命失效。
除上述外,还有多种分类标准,如以失效场合、失效外部表现为标准等,不在这里一一赘述。
失效的机理
电子元器件失效的机理也有不同分类,通常以其导致原因作为分类依据,主要可分为下面几种失效机理。
①表层劣化:元器件钠离子遭污染然后造成沟道出现漏电、γ辐射有损、表面蠕变或击穿等;②设计问题造成的劣化:指单子元器件的电路、版图以及结构等方面出现的设计问题;③内部劣化:是指由CMOS 闭锁效应、二次击穿、重金属玷污、中子辐射损伤以及材料问题所引发的瞬间功率过载、结构性能退化等;④使用不当引起的损坏:指电浪涌损伤、静电损伤、过高温度造成的破坏、干扰信号导致的故障等;⑤金属化系统劣化:是指电子元器件内的铝电迁移、铝腐蚀、铝缺口等;⑥封装劣化:是指管腿出现腐蚀、漏气或壳内有外来物导致短路或漏电等[3]。
电子元器件主要失效模式
开路、短路、烧毁、漏电、功能失效、电参数漂移、非稳定失效等。
电子元器件的常规检测
开封 取晶粒 芯片层次去除 去金凸块 染色 高解析度显微拍照
扫描电镜检查 高/低阶制成定点横截面切割 探针应用 I-V曲线量测
背面研磨 X射线透视检查 超声波扫描检查(C-SAM)
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