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電子元器件失效分析……

半导体器件应用中的可靠性及失效分析|半导体器件应用中的可靠性及失效分析||[pic]||2001-11-23骊山微电子公司马璇（西安710075）||||摘要本文统计分析了引起半导体器件失效的一些主要失效原因,阐明了失效分析在||提高半导体器件和电子产品质量与可靠性方面所发挥的重要作用。||关键词半导体器件的可靠性失效分析||1前言||    半导体器件失效分析就是通过对失效器件进行各种测试和物理、化学、金相试||验，确定器件失效的形式（失效模式），分析造成器件失效的物理和化学过程（失||效机理），寻找器件失效原因，制订纠正和改进措施。加强半导体器件的失效分析||，提高它的固有可靠性和使用可靠性，是改进电子产品质量最积极、最根本的办法||，对提高整机可靠性有着十分重要的作用。||    本文以航天总公司半导体器件失效分析中心近年来所完成的一部分失效分析案||例为基础，统计分析了引起半导体器件失效的一些主要失效原因，以一些具体分析||实例说明了失效分析在提高半导体器件……

发_光_二极管失效分析发光二极管失效分析１引言和半导体器件一样，发光二极管（ＬＥＤ）早期失效原因分析是可靠性工作的重要部分，是提高ＬＥＤ可靠性的积极主动的方法。ＬＥＤ失效分析步骤必须遵循先进行非破坏性、可逆、可重复的试验，再做半破坏性、不可重复的试验，最后进行破坏性试验的原则。采用合适的分析方法，最大限度地防止把被分析器件（ＤＵＡ）的真正失效因素、迹象丢失或引入新的失效因素，以期得到客观的分析结论。针对ＬＥＤ所具有的光电性能、树脂实心及透明封装等特点，在ＬＥＤ早期失效分析过程中，已总结出一套行之有效的失效分析新方法。２ＬＥＤ失效分析方法２.１减薄树脂光学透视法在ＬＥＤ失效非破坏性分析技术中，目视检验是使用最方便、所需资源最少的方法，具有适当检验技能的人员无论在任何地方均能实施，所以它是最广泛地用于进行非破坏检验失效ＬＥＤ的方法。除外观缺陷外，还可以透过封装树脂观察内部情况，对于高聚光效果的封装，由于器件本身光学聚光效果的影响，往往看不清楚，因此在保持电性能未受破坏的条件下，可去除聚光部分，并减薄封装树脂，再进行抛光，这样在显微镜下就很容易观察ＬＥＤ芯片和封装工艺的质量。诸如树脂中是否存在气泡或杂质；固晶和键合位置是否准确无误；支架、芯片、树脂是否发生色变以及芯片破裂等失效现象，都可以清楚地观察到了。２.２半腐蚀解剖法对于ＬＥＤ单灯，其两根引脚是靠树脂固定的，解剖时，如果将器件整体浸入酸液中，强酸腐蚀祛除树脂后，芯片和支架引脚等就完全裸露出来，引脚失去树脂的固定，芯片与引脚的连接受到破坏，这样的解剖方法，只能分析ＤＵＡ的芯片问题，而难于分析ＤＵＡ引线连接方面的缺陷。因此我们采用半腐蚀解剖法，只将ＬＥＤＤＵＡ单灯顶部浸入酸液中，并精确控制腐蚀深度，去除ＬＥＤＤＵＡ单灯顶部的树脂，保留底部树脂，使芯片和支架引脚等完全裸露出来，完好保持引线……

电子元器件失效分析案例一二三电子元器件失效分析案例一二三时间：2007-11-29来源：作者：发表评论进入论坛投稿案例1：大电流导致器件金属融化某产品在用户现场频频出现损坏，经过对返修单板进行分析，发现大部分返修单板均是某接口器件失效，对器件进行解剖后，在金相显微镜下观察，发现器件是由于EOS导致内部铝线融化，导致器件失效，该EOS能量较大。进一步分析和该铝条相连的管脚电路应用，发现电路设计应用不当，没有采用保护电路，在用户现场带电插拔产生的电浪涌导致该器件失效。通过模拟试验再现了失效现象。解决方法：在用户手册中强调该产品不支持带电插拔。预防措施：在今后的设计中，考虑用户的使用习惯，增加防护电路设计，对产品进行热插拔设计。[pic] 案例2：金丝疲劳断裂某产品在用户现场使用半年以后，返修率惊人，达到30％，对产品进行分析，对主要失效器件进行失效分析，在扫描电镜下发现金属丝疲劳断裂导致器件失效。进一步的原因分析，发现是该产品的生产加工控制出现了问题，对潮湿敏感器件的管理没有按照J-STD-033A标准进行，导致受潮器件没有按照规定时间进行高温烘烤，在过回流焊时出现“爆米花”效应，对器件造成了损伤，降低了可靠性，导致在用户现场器件失效。解决措施：对用户现场的所有有问题的批次产品进行召回。预防措施：在生产加工过程中严格进行MSD的管理和控制。[pic] 案例3：电迁移导致器件长期可靠性下降某产品在用户现场使用3年以后，返修率开始出现明显异常，进行失效分析发现，主要是某功率器件内部电迁移引起。该问题属于器件厂家的设计和制造缺陷。解决措施：和厂家联系，确定有问题的批次，更换有问题批次的器件。预防措施：对器件可靠性认证体系重新进行设计，减少厂家批次性问题的发生。[pic] 下面简单谈谈在开发过程中的一些建议：要想设计质量……

电阻器失效分析片式厚膜电阻器―电极断裂开路1)样品名称：片式厚膜电阻器2)背景：型号为5.6KΩ/1206和47KΩ/1206，在使用一年后发现失效。3)失效模式：阻值超差和开路。4)失效机理：面电极的银层断裂是样品开路和阻值增大的原因。5)分析结论：电极的银层断裂是由于焊接时，在Pb-Sn焊料边缘的面电极Ag大量熔于焊料中，形成边缘的Ag层空洞，在长期工作过程Ag的迁移和腐蚀造成空洞的扩大甚至断开而导致电子开路。6)分析说明：失效品外观显示，端电极焊接不良（图1）。X-RAY观察分析，在端电极和面电极相连的区域发现面电极有断裂空洞（图2），在与端电极焊料边缘相连的面电极Ag层部分，都有不连续的现象，形成一条把银层断开的空洞；同时，样品研磨切面也可见到银层空隙，开封都能观察到面电极银层不连续带状空隙（图3），因此，面电极在焊料边缘的空隙造成银层不连续是造成样品电阻增大和开路的真正原因。面电极在焊料边缘出现不连续或空洞的原因是在焊接过程中，靠近端电极的面电极中的Ag在焊接过程中大量损耗掉，“熔化”在焊料之中，形成边缘面电极局部区域的Ag层空洞。在长时间的使用过程中，由于Ag迁移或者被腐蚀，空洞的扩大导致银层开路。端电极面电极陶瓷基片面电极断裂厚膜浆料图1样品的典型外貌图2面电极有断裂空洞端电极面电极断裂处图3面电解银层不连续带状空隙氧化膜电阻器―电解腐蚀开路1)样品名称：氧化膜电阻器2)背景：标称值为22KΩ±5%/2W，使用过程中出现开路。3)失效模式：电阻开路。4)失效机理：在水汽和直流电场作用下，镍铬膜被电解腐蚀开路。5)分析结论：电阻器镍铬膜在水汽和直流电场作用下，发生电解腐蚀开路，包封料中有少量的K……

电阻器失效分析案例片式厚膜电阻器―电极断裂开路1)样品名称：片式厚膜电阻器2)背景：型号为5.6KΩ/1206和47KΩ/1206，在使用一年后发现失效。3)失效模式：阻值超差和开路。4)失效机理：面电极的银层断裂是样品开路和阻值增大的原因。5)分析结论：电极的银层断裂是由于焊接时，在Pb-Sn焊料边缘的面电极Ag大量熔于焊料中，形成边缘的Ag层空洞，在长期工作过程Ag的迁移和腐蚀造成空洞的扩大甚至断开而导致电子开路。6)分析说明：失效品外观显示，端电极焊接不良（图1）。X-RAY观察分析，在端电极和面电极相连的区域发现面电极有断裂空洞（图2），在与端电极焊料边缘相连的面电极Ag层部分，都有不连续的现象，形成一条把银层断开的空洞；同时，样品研磨切面也可见到银层空隙，开封都能观察到面电极银层不连续带状空隙（图3），因此，面电极在焊料边缘的空隙造成银层不连续是造成样品电阻增大和开路的真正原因。面电极在焊料边缘出现不连续或空洞的原因是在焊接过程中，靠近端电极的面电极中的Ag在焊接过程中大量损耗掉，“熔化”在焊料之中，形成边缘面电极局部区域的Ag层空洞。在长时间的使用过程中，由于Ag迁移或者被腐蚀，空洞的扩大导致银层开路。端电极面电极陶瓷基片面电极断裂厚膜浆料图1样品的典型外貌图2面电极有断裂空洞端电极面电极断裂处图3面电解银层不连续带状空隙氧化膜电阻器―电解腐蚀开路1)样品名称：氧化膜电阻器2)背景：标称值为22KΩ±5%/2W，使用过程中出现开路。3)失效模式：电阻开路。4)失效机理：在水汽和直流电场作用下，镍铬膜被电解腐蚀开路。5)分析结论：电阻器镍铬膜在水汽和直流电场作用下，发生电解腐蚀开路，包封料中有少量的K……

50例微波器件失效分析结果汇总与分析第25卷第4期2005年11月Vol.25,No.4固体电子学研究与进展Nov.,2005RESEARCH&PROGRESSOFSSE射频与微波50例微波器件失效分析结果汇总与分析来萍李萍张晓明李少平徐爱斌施明哲牛付林郑廷Ξ(中国电子产品可靠性与环境试验研究所,电子元器件可靠性物理及其应用技术国家级重点实验室,广州,510610)2005203207收稿,2005205212收改稿摘要:对约50例微波器件失效分析结果进行了汇总和分析,阐述了微波器件在使用中失效的主要原因、分类及其分布。汇总情况表明,由于器件本身质量和可靠性导致的失效约占80%,其余20%是使用不当造成的。在器件本身的质量和可靠性问题方面,具体失效机理有引线键合不良、芯片缺陷(包括沾污、裂片、工艺结构缺陷等)、芯片粘结、管壳缺陷、胶使用不当等;在使用不当方面,主要是静电放电(ESD)损伤和过电损伤(EOS),EOS损伤中包括输出端失配、加电顺序等操作不当引入的过电应力等。关键词:微波器件;失效分析;汇总分析中图分类号:TN323;TN454.06文献标识码:A文章编号:100023819(2005)042475206AReviewofFiftyFailureAnalysisCasesofMicrowaveDevicesLAIPingLIPingZHANGXiaomingLIShaopingXUAibinSHIMingzeNIUFulin……