v1.0可编辑可修改1电子元器件失效分析技术v1.0可编辑可修改2第一讲失效物理的概念v1.0可编辑可修改3失效定义失效的概念1特性剧烈或缓慢变化2不能正常工作失效种类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v1.0可编辑可修改4失效物理的概念定义：研究电子元器件失效机理的学科失效物理与器件物理的区别失效物理的用途v1.0可编辑可修改5失效物理的定义定义：研究电子元器件失效机理的学科失效机理：失效的物理化学根源举例：金属电迁移v1.0可编辑可修改6金属电迁移失效模式：金属互连线电阻值增大或开路失效机理：电子风效应产生条件：电流密度大于10E5A/cm2高温纠正措施：高温淀积，增加铝颗粒直径，掺铜，降低工作温度，减少阶梯，铜互连、平面化工艺v1.0可编辑可修改7失效物理与器件物理的区别撤销应力后电特性的可恢复性时间性v1.0可编辑可修改8失效物理的用途1失效分析：确定产品的失效模式、失效机理，提出纠正措施，防止失效重复出现2可靠性评价：根据失效物理模型，确定模拟试验方法，评价产品的可靠性v1.0可编辑可修改9可靠性评价的主要内容产品抗各种应力的能力产品平均寿命v1.0可编辑可修改10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（静电放电ESD）、闩锁（latchup)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v1.0可编辑可修改11应力－强度模型的应用器件抗静电放电（ESD）能力的测试v1.0可编辑可修改12温度应力－时间模型EdMdtAe-kTT高，反应速率大，寿命短E大，反应速率小，寿命长v1.0可编辑可修改13温度应力的时间累积效应Mt-M0Ae-EkT(t-t0)失效原因：温度应力的时间累积效应，特性变化超差v1.0可编辑可修改14与力学公式类比dMdtAe-EkTdvdtFmMt-M0Ae-EkT(t-t0)mvt-mv0F(t-t0)v1.0可编辑可修改15失效物理模型小结应力－强度模型与断裂力学模型相似，不考虑激活能和时间效应，适用于偶然失效和致命性失效，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）与牛顿力学模型相似，考虑激活能和时间效应，适用于缓慢退化，失效现象不明显v1.0可编辑可修改16应力－时间模型的应用：预计元器件平均寿命1求激活能ELnL2LlnlnLL1Aexp(BBEkTEkTEkT)1LnL1BlnL2BEkT21/T11/T2v1.0可编辑可修改17预计平均寿命的方法2求加速系数FEexp(LAEexp()L2AkT)kTELAexp()EkTLAexp(L)1Fexp(E(1-1))kTL1kTTFL2L1exp(v1.0可编辑可修改18Ek(1T2-1))T1设定高温为T1,低温为T2,可求出Fv1.0可编辑可修改19预计平均寿命的方法由高温寿命L1推算常温寿命L2F=L2/L1对指数分布L1=MTTF=1/λλ失效率失效率＝试验时间内失效的元件数初始时间未失效元件数试验时间v1.0可编辑可修改20温度应力－时间模型的简化：十度法则内容：从室温算起，温度每升高10度，寿命减半。应用举例：推算铝电解电容寿命105C，寿命寿1000h（标称值）55C,寿命1000X2E5=32000h35C，寿命1000X2E7=128000h=128000/365/24=年v1.0可编辑可修改21小结失效物理的定义：研究电子元器件失效机理的学科失效物理的用途：1失效分析：确定产品的失效模式、失效机理，提出纠正措施，防止失效重复出现2可靠性评价：根据失效物理模型，确定模拟试验方法，评价产品的可靠性v1.0可编辑可修改22第二讲阻容元件失效机理v1.0可编辑可修改23电容器的失效机理电解电容钽电容陶瓷电容薄膜电容v1.0可编辑可修改24电解电容的概况重要性：多用于电源滤波，一旦短路，后果严重优点：电容量大，价格低缺点：寿命短，漏电流大，易燃延长寿命的方法：降温使用，选用标称温度高的产品v1.0可编辑可修改25电解电容的标称温度与寿命的关系标称温度（℃）85105125标称温度寿命（h)100010001000工作温度（℃）353535工作温度寿命(h)1000X2E51000X2E71000X2E932000128000912000年年年v1.0可编辑可修改26电解电容的失效机理和改进措施漏液：电容减小阳极氧化膜损伤难以修补，漏电流增大。短路放电：大电流烧坏电极电源反接：大电流烧坏电极，阴极氧化，绝缘膜增厚，电...
