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 ……