电子元器件失效分析模式
电子元器件失效分析
电子元器件失效分析1.失效分析的目的和意义电子元件失效分折的目的是借助各种测试分析技术和分析程序确认电子元器件的失效现象.分辨其失效模式和失效机理.确定其最终的失效原因，提出改进设计和制造工艺的建议。
防止失效的重复出现，提高元器件可靠性。
失效分折是产品可靠性工程的一个重要组成部分，失效分析广泛应用于确定研制生产过程中产生问题的原因，鉴别测试过程中与可靠性相关的失效，确认使用过程中的现场失效机理。
在电子元器件的研制阶段。
失效分折可纠正设计和研制中的错误，缩短研制周期；在电子器件的生产，测试和试用阶段，失效分析可找出电子元器件的失效原因和引起电子元件失效的责任方。
根据失效分析结果。
元器件生产厂改进器件的设计和生产工艺。
元器件使用方改进电路板设汁。
改进元器件和整机的测试，试验条件及程序，甚至以此更换不合格的元器件供货商。
因而，失效分析对加快电子元器件的研制速度.提高器件和整机的成品率和可靠性有重要意义。
生效分折对元器件的生产和使用都有紧张的意义.如图所列。
元器件的失效可能发生在其生命周期的各个阶段.发生在产品研制阶段，生产阶段到使用阶段的各个环节，通过分析工艺废次品，早期失效，实验失效及现场失效的失效产品明确失效模式、分折失效机理，最终找出失效原因，因此元器件的使用方在元器件的选择、整机计划等方面，元器件生产方在产品的可靠性方案设计过程，都必须参考失效分折的结果。
通过失效分折，可鉴别失效模式，弄清失效机理，提出改进措施，并反馈到使用、生产中，将提高元器件和设备的可靠性。
2.生效分析的基本内容对电子元器件生效机理，原因的诊断过程叫生效分析。
进行生效分析往往需要进行电测量并采用先进的物理、冶金及化学的分析手段。
生效分析的任务是确定生效模式和生效机理.提出纠正措施，防止这种生效模式和生效机理的重复出现。
因此，生效分析的主要内容包括：明确分析对象。
确定生效模式，判断生效原因，研究生效机理，提出预防措施（包括设计改进)。
电子元器件的失效分析
电子元器件的失效分析随着人们对电子产品质量可靠性的要求不断增加，电子元器件的可靠性不断引起人们的关注，如何提高可靠性成为电子元器件制造的热点问题。
例如在卫星、飞机、舰船和计算机等所用电子元器件质量可靠性是卫星、飞机、舰船和计算机质量可靠性的基础。
这些都成为电子元器件可靠性又来和发展的动力，而电子元器件的实效分析成为其中很重要的部分。
一、失效分析的定义及意义可靠性工作的目的不仅是为了了解、评价电子元器件的可靠性水平，更重要的是要改进、提高电子元器件的可靠性。
所以，在从使用现场或可靠性试验中获得失效器件后，必须对它进行各种测试、分析，寻找、确定失效的原因，将分析结果反馈给设计、制造、管理等有关部门，采取针对性强的有效纠正措施，以改进、提高器件的可靠性。
这种测试分析，寻找失效原因或机理的过程，就是失效分析。
失效分析室对电子元器件失效机理、原因的诊断过程，是提高电子元器件可靠性的必由之路。
元器件由设计到生产到应用等各个环节，都有可能失效，从而失效分析贯穿于电子元器件的整个寿命周期。
因此，需要找出其失效产生原因，确定失效模式，并提出纠正措施，防止相同失效模式和失效机理在每个元器件上重复出现，提高元器件的可靠性。
归纳起来，失效分析的意义有以下5点：（1）通过失效分析得到改进设计、工艺或应用的理论和思想。
（2）通过了解引起失效的物理现象得到预测可靠性模型公式。
（3）为可靠性试验条件提供理论依据和实际分析手段。
（4）在处理工程遇到的元器件问题时，为是否要整批不用提供决策依据。
（5）通过实施失效分析的纠正措施可以提高成品率和可靠性，减小系统试验和运行工作时的故障，得到明显的经济效益。
二、失效的分类在实际使用中，可以根据需要对失效做适当的分类。
按失效模式，可以分为开路、短路、无功能、特性退化（劣化）、重测合格；按失效原因，可以分成误用失效、本质失效、早期失效、偶然失效、耗损失效、自然失效；按失效程度，可分为完全失效、部分（局部）失效；按失效时间特性程度及时间特性的组合，可以分成突然失效、渐变失效、间隙失效、稳定失效、突变失效、退化失效、可恢复性失效；按失效后果的严重性，可以分为致命失效、严重失效、轻度失效；按失效的关联性和独立性，可以分为关联失效、非关联失效、独立失效、从属失效；按失效的场合，可分为试验失效、现场失效（现场失效可以再分为调试失效、运行失效）；按失效的外部表现，可以分为明显失效、隐蔽失效。
电子元器件的失效机理和失效模式分析
电子元器件的失效机理和失效模式分析摘要：电子元器件在运行过程中，经常由于失效与故障的发生影响到电子设备的正常运转。
元器件不仅是电子设备最为基础的组成结构，而且也是提高系统性能的主要载体。
一般来说，电子设备中的许多问题都是由电子元件的问题引起的。
为了确保电子设备可以正常工作，我们必须对常见设备中电子元器件的失效机理与常见故障情况有一个清晰的认知。
关键词：电子元器件；失效；机理；缺陷；故障1.电子元器件的失效机理一般来说，设计方案存在破绽，制作工艺不完善，使用方法不当，以及环境方面存在问题都会导致电子元器件出现故障。
我们将通过以下几个方面来分析探索电子元器件发生故障的缘由。
（一）电阻器的失效原理电阻作为电子设备的加热元件，是电子设备中使用时间最长的设备。
在电子设备的使用过程中，因电阻器故障造成电子设备发生故障的缘由占总数的15%。
电阻器的失效机理，对电子设备的结构和工艺特性有着决定性的意义。
当电阻出现问题后，人们通常不会将其修复，而是会思考：我们为什么不用一条新的电阻线代替呢？当电阻丝烧毁时，在某些情况下，烧毁的区域可以重新焊接，然后使用。
电阻劣化大多是由于其散热性差、湿度过大或制造存在漏洞等缘由引起的，而烧坏则是由于电路异常引起的，如短路、过载等缘由。
常见的电阻烧坏情形有两种：一种是电流过载和电阻高温引发的电阻烧坏，此时很轻易便可以发觉电阻表面出现损伤。
另一种则是瞬时高压加到电阻上引起的电阻开路或电阻值增大，一般情况下，此时电阻的表面变化不明显，这种故障电阻在高压电路中经常出现[1]。
电阻失效通常是因为致命故障和漂移参数故障。
结合电子设备的实际使用情况我们发现，由前者原因引发电阻器故障的占比可高达90%，包含了短路，机械损伤，接触损坏等等情形，而一般只有10%的电阻故障是由漂移参数故障引起的。
另外接触不良非常容易引起故障，而出现接触不良的情形主要是因为：（1）接触压力太大导致弹簧片松弛，接触点偏离轨道。
PFMEA-失效模式分析
02
失效模式分析
失效模式定义
失效模式定义
01
失效模式是指产品或过程中可能出现的不满足设计意图、技术
要求或操作规范的状或现象。
失效模式分类
02
根据失效的性质和影响程度，失效模式可以分为功能失效、性
能失效、安全失效、适应性失效等类型。
失效模式分析方法
03
失效模式分析方法包括故障树分析、事件树分析、故障模式与
制定改进措施和预防措施
01
根据分析结果，制定针对性的改进措施，以提高产品或过程的 性能、安全性和可靠性。
02
制定预防措施，降低失效模式的发生风险，包括设计优化、工
艺改进、环境控制和使用指导等。
跟踪改进措施和预防措施的实施效果，持续改进，确保产品质
03
量和过程稳定。
04
PFMEA案例分析
案例一：汽车刹车系统PFMEA分析
识别关键特性，确定分析的重点，确 保分析的准确性和有效性。
列出潜在的失效模式
通过头脑风暴、历史数据分析和经验总结等方法，列出可能的失效模式，确保覆盖全面。
对失效模式进行分类和整理，以便后续分析。
分析失效模式的后果
分析失效模式对产品或过程性能、安 全性、可靠性和符合性等方面的影响 。
评估失效模式对客户满意度和生产成 本的影响，以便制定有效的改进措施 。
主观性
在评估失效模式的严重程度、发生频率和检测难度时，可能存在 主观性，导致结果的不一致。
静态性
PFMEA通常在产品开发阶段进行，而后期的更改和改进可能未 被考虑。
PFMEA未来发展方向
人工智能与机器学习应用
利用人工智能和机器学习技术辅助PFMEA分析，提高识别失效模式 的准确性和效率。
电子元器件失效分析
电子元器件失效分析一般的仪器都会一点点的误测率，但既然有五道测试，基本可以消退这种误测，否则就说明你的仪器实在太烂啦！然后就是自动选择机的问题，有没有误动作的可能性，最好找一个比较大的不良品样本，对机器进行测试。
假如上面两项都没有问题，那说明运输和贮存可能初相了问题，当然半导体器件受环境因素的影响是比较小的。
最终就有可能是客户和你们的仪器有肯定差距，从而造成这种状况。
当然还有一种状况，就是本身半导体器件质量有问题，漏电测试是反向加电压，可能就是在测试的过程中器件被击穿的。
目的对电子元器件的失效分析技术进行讨论并加以总结。
方法通过对电信器类、电阻器类等电子元器件的失效缘由、失效机理等故障现象进行分析。
结论电子元器件的质量与牢靠性保证体系一个重要组成部分是失效分析，对电子元器件进行失效分析，才能准时了解电子元器件的问题所在，才能为设备及系统的正常工作带来牢靠保障。
进入21世纪后，电子信息技术成为最重要的技术，电子元器件则是电子信息技术进展的前提。
为了促进电子信息技术的进一步进展，就要提高电子元器件的牢靠性，所以就必需了解电子元器件失效的机理、模式以及分析技术等。
1.失效的含义失效是指电子元器件消失的故障。
各种电子系统或者电子电路的重要组成部分一般是不同类型的元器件，当它需要的元器件较多时，则标志其设备的简单程度就较高；反之，则低。
一般还会把电路故障定义为：电路系统规定功能的丢失。
2.失效的分类依据不同的标准，对失效的分类一般主要有以下几种归类法。
以失效缘由为标准：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。
以失效后果的严峻程度为标准：主要分为轻度失效、严峻失效以及致命失效。
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。
3.失效的机理电子元器件失效的机理也有不同分类，通常以其导致缘由作为分类依据，主要可分为下面几种失效机理。
常见的电子元器件失效机理与分析
常见的电子元器件失效机理与分析电子元器件的主要失效模式包括但不限于开路、短路、烧毁、爆炸、漏电、功能失效、电参数漂移、非稳定失效等。
对于硬件工程师来讲电子元器件失效是个非常麻烦的事情，比如某个半导体器件外表完好但实际上已经半失效或者全失效会在硬件电路调试上花费大把的时间，有时甚至炸机。
硬件工程师调试爆炸现场所以掌握各类电子元器件的实效机理与特性是硬件工程师比不可少的知识。
下面分类细叙一下各类电子元器件的失效模式与机理。
电阻器失效失效模式：各种失效的现象及其表现的形式。
失效机理：是导致失效的物理、化学、热力学或其他过程。
电阻器的失效模式与机理▶开路：主要失效机理为电阻膜烧毁或大面积脱落，基体断裂，引线帽与电阻体脱落。
▶阻值漂移超规范：电阻膜有缺陷或退化，基体有可动钠离子，保护涂层不良。
▶引线断裂：电阻体焊接工艺缺陷，焊点污染，引线机械应力损伤。
▶短路：银的迁移，电晕放电。
失效模式占失效总比例表▶线绕电阻：▶非线绕电阻：失效模式机理分析电阻器失效机理是多方面的，工作条件或环境条件下所发生的各种理化过程是引起电阻器老化的原因。
▶导电材料的结构变化：薄膜电阻器的导电膜层一般用汽相淀积方法获得，在一定程度上存在无定型结构。
按热力学观点，无定型结构均有结晶化趋势。
在工作条件或环境条件下，导电膜层中的无定型结构均以一定的速度趋向结晶化，也即导电材料内部结构趋于致密化，能常会引起电阻值的下降。
结晶化速度随温度升高而加快。
电阻线或电阻膜在制备过程中都会承受机械应力，使其内部结构发生畸变，线径愈小或膜层愈薄，应力影响愈显著。
一般可采用热处理方法消除内应力，残余内应力则可能在长时间使用过程中逐步消除，电阻器的阻值则可能因此发生变化。
结晶化过程和内应力清除过程均随时间推移而减缓，但不可能在电阻器使用期间终止。
可以认为在电阻器工作期内这两个过程以近似恒定的速度进行。
与它们有关的阻值变化约占原阻值的千分之几。
电负荷高温老化：任何情况，电负荷均会加速电阻器老化进程，并且电负荷对加速电阻器老化的作用比升高温度的加速老化后果更显著，原因是电阻体与引线帽接触部分的温升超过了电阻体的平均温升。
失效电子元器件分析方法
分析Technology AnalysisI G I T C W 技术120DIGITCW2021.011 电子元器件失效一件电子成品的失效是指产品丧失规定的功能指标，不能满足规范要求，其中90%以上是可以通过更换元器件修复的，而元器件的失效往往是不可修复的。
因此，要控制成品设备的可靠性，就需要对元器件的失效规律进行研究分析，控制好元器件的失效率就能提高产品的可靠性。
影响一个元器件失效的因素多种多样，不同的元器件在同一应力环境失效的模式和机理都有可能不同，同一种元器件在不同的应力环境的失效状态也会不同。
因此，我们在分析元器件失效时要统计出元器件的材料、质量等级、静电等级、失效模式、失效机理以及应力阶段、加电时长等。
2 名词解释（1）失效：产品丧失规定功能指标不能满足规范要求。
（2）失效模式：失效的外在直观表现形式和过程规律，主要包括漏电、短路、开路、参数漂移及功能失效。
（3）失效机理：电子元器件本身化学、物理变化，这种变化一般是机械、腐蚀、过电引起。
（4）失效原因：引起器件失效的外在因素，电子元器件在材料、制造、设计、使用中引起的直接失效原因。
（5）失效分析：是找到产品的失效模式，根据失效模式找出产品失效机理以及失效原因，制定对策防止产品再次失效的活动。
3 失效分析步骤造成元器件失效的因素很多，必须收集器件失效的多方面要素加以比对分析才能找到失效根因，主要分析过程按图1执行。
图1 元器件失效分析过程3.1 统计失效元器件的关键要素损坏元器件的关键要素主要有器件类别、质量等级、静电等级、失效模式、失效机理、失效阶段等。
3.1.1 电子元器件主要类别失效电子元器件分析方法张光强（中电集团第十研究所，四川 成都 610036）摘要：介绍了一种电子元器件失效分析方法，给出了失效器件失效的统计要素，并对失效要素进行分析、研究失效模式与失效机理，找出失效原因，找到生产过程中的薄弱环节，制定相应措施，及时有效预防器件的再次失效，提高电子元器件的使用可靠性，进而提高整机可靠性，以较小的质量成本获取较高的经济效益，避免产品出现重复性问题，最终达到控制质量成本的目的。
电子行业电子元器件失效分析
电子行业电子元器件失效分析1. 引言电子行业是现代社会中不可或缺的重要组成部分。
然而，在电子产品的生产、使用以及维护过程中，电子元器件的失效问题时常出现。
电子元器件失效可能导致设备故障、数据损失甚至人身安全等严重后果。
因此，深入分析电子元器件失效的原因和机理对于提高电子产品的可靠性和稳定性具有重要意义。
本文将对电子行业中常见的电子元器件失效进行分析，包括失效的类型、原因和常见的预防和修复措施。
本文旨在帮助读者更好地理解电子元器件失效并提供一些解决方案。
2. 失效类型电子元器件失效可以分为以下几种类型：2.1 电气失效电气失效是指电子元器件在使用过程中由于电气参数超过规定范围或电压电流过大而发生的失效。
常见的电气失效包括过电压、过电流、电磁干扰等。
2.2 机械失效机械失效是指电子元器件在使用过程中由于机械应力超过其承受能力而发生的失效。
常见的机械失效包括振动引起的松动、机械损伤等。
2.3 热失效热失效是指电子元器件在使用过程中由于温度过高或过低导致的失效。
温度变化会导致元器件内部的电子结构破坏或金属膨胀引起松动等问题。
2.4 化学失效化学失效是指电子元器件在使用过程中由于化学物质的侵蚀、氧化等引起的失效。
常见的化学失效包括腐蚀、电化学腐蚀等。
3. 失效原因电子元器件失效的原因多种多样，以下是常见的几个原因：3.1 原材料问题一些电子元器件可能因为原材料的质量或制造工艺的问题而导致失效。
例如，使用劣质的焊料可能导致焊接点松动，从而引起电气失效。
3.2 环境因素环境因素对电子元器件的稳定性和可靠性产生重要影响。
例如，高温、湿度、腐蚀性气体等环境条件都可能引起电子元器件失效。
3.3 设计问题一些电子元器件在设计阶段存在问题，例如电路设计不合理、过度设计等，都可能导致电子元器件失效。
3.4 维护不当不当的维护方式也是电子元器件失效的一个重要原因。
例如，使用不适当的清洁剂可能对元器件表面造成损害，从而引起电气失效。
失效分析技术
1.7.4机械剖切面技术
一般步骤： 固定器件（石蜡、松香和环氧树脂Epoxy） 研磨（毛玻璃、粗砂纸） 粗抛光（金相砂纸） 细抛光（抛光垫加抛光膏） 染色 金相观察
测量结深的抛光染色图片
1.8显微形貌像技术
光学显微镜和扫描电子显微镜的比较
仪器名称 真空条件 样品要求 理论空间 最大放 景深 分辨率 大倍数 光学显微 无 镜 扫描电子 高真空 显微镜 开封 360nm 1200 小 50万 大
失效分析案例
案例1：GaAs微波器件的失效分析，表现为 I DSS 缓慢减小，通过研究金属－半导体接触退化的机 理，确定了金半接触处原子互扩散是根本原因， 提出了增加阻挡层作为改进措施，通过对比改进 前后的可靠性评价，证明了失效分析的有效性。
MESFET端面图
S G ＋＋ ＋ ＋ D 导电沟道N＋
半绝缘GaAs衬底
I DSS
为最大饱和漏电流
1.3失效分析的一般程序
1、收集失效现场数据 2、电测并确定失效模式 3、非破坏性分析 4、打开封装 5、镜检 6、通电激励芯片 7、失效定位 8、对失效部位进行物理、化学分析 9、综合分析，确定失效原因，提出纠正措施
1.4 收集失效现场数据
1.1 失效分析的基本概念
目的： 确定失效模式和失效机理，提出纠正 措施，防止这种失效模式和失效机理重复出 现。 失效模式：指观察到的失效现象、失效形式， 如开路、短路、参数漂移、功能失效等。 失效机理：指失效的物理化学过程，如疲劳、 腐蚀和过应力等。
引起开路失效的主要原因： 过电损伤、静电击穿（SEM、图示仪）、金 属电迁移、金属的化学腐蚀、压焊点脱落、 闩锁效应。 其中淀积Al时提高硅片的温度可以提高Al原 子的晶块体积，可以改善电迁移。
电子元器件的失效分析
电子元器件的失效分析随着人们对电子产品质量可靠性的要求不断增加，电子元器件的可靠性不断引起人们的关注，如何提高可靠性成为电子元器件制造的热点问题。
例如在卫星、飞机、舰船和计算机等所用电子元器件质量可靠性是卫星、飞机、舰船和计算机质量可靠性的基础。
这些都成为电子元器件可靠性又来和发展的动力，而电子元器件的实效分析成为其中很重要的部分。
一、失效分析的定义及意义可靠性工作的目的不仅是为了了解、评价电子元器件的可靠性水平，更重要的是要改进、提高电子元器件的可靠性。
所以，在从使用现场或可靠性试验中获得失效器件后，必须对它进行各种测试、分析，寻找、确定失效的原因，将分析结果反馈给设计、制造、管理等有关部门，采取针对性强的有效纠正措施，以改进、提高器件的可靠性。
这种测试分析，寻找失效原因或机理的过程，就是失效分析。
失效分析室对电子元器件失效机理、原因的诊断过程，是提高电子元器件可靠性的必由之路。
元器件由设计到生产到应用等各个环节，都有可能失效，从而失效分析贯穿于电子元器件的整个寿命周期。
因此，需要找出其失效产生原因，确定失效模式，并提出纠正措施，防止相同失效模式和失效机理在每个元器件上重复出现，提高元器件的可靠性。
归纳起来，失效分析的意义有以下5点：（1）通过失效分析得到改进设计、工艺或应用的理论和思想。
（2）通过了解引起失效的物理现象得到预测可靠性模型公式。
（3）为可靠性试验条件提供理论依据和实际分析手段。
（4）在处理工程遇到的元器件问题时，为是否要整批不用提供决策依据。
（5）通过实施失效分析的纠正措施可以提高成品率和可靠性，减小系统试验和运行工作时的故障，得到明显的经济效益。
二、失效的分类在实际使用中，可以根据需要对失效做适当的分类。
按失效模式，可以分为开路、短路、无功能、特性退化（劣化）、重测合格；按失效原因，可以分成误用失效、本质失效、早期失效、偶然失效、耗损失效、自然失效；按失效程度，可分为完全失效、部分（局部）失效；按失效时间特性程度及时间特性的组合，可以分成突然失效、渐变失效、间隙失效、稳定失效、突变失效、退化失效、可恢复性失效；按失效后果的严重性，可以分为致命失效、严重失效、轻度失效；按失效的关联性和独立性，可以分为关联失效、非关联失效、独立失效、从属失效；按失效的场合，可分为试验失效、现场失效（现场失效可以再分为调试失效、运行失效）；按失效的外部表现，可以分为明显失效、隐蔽失效。
元器件的失效物理模型
元器件的失效物理模型一、引言元器件作为电子设备的重要组成部分，其正常运行对于整个系统的稳定性和可靠性至关重要。
然而，由于各种原因，元器件可能会发生失效，导致设备无法正常工作。
本文将从物理角度探讨元器件失效的原因和模型。
二、热失效模型热失效是元器件失效的常见原因之一。
当元器件长时间处于高温环境下工作时，其内部元件可能会受到热应力的影响，导致元器件性能下降甚至失效。
这种热失效主要是由于材料的热膨胀系数不同以及热扩散不均匀引起的。
三、机械失效模型机械失效是元器件失效的另一个常见原因。
当元器件受到机械应力的作用时，其内部的结构可能会发生变形或破裂，导致性能下降或完全失效。
机械失效主要包括应力过大、疲劳破裂、震动引起的断裂等。
四、电磁失效模型电磁失效是元器件失效的重要原因之一。
当元器件长时间受到电磁场的作用时，其内部的电子结构可能会发生改变，导致性能下降或失效。
电磁失效主要包括电磁辐射引起的电磁干扰、电磁感应引起的故障等。
五、化学失效模型化学失效是元器件失效的特殊原因之一。
当元器件受到化学物质的腐蚀或污染时，其内部的材料可能会发生化学反应或变化，导致性能下降或失效。
化学失效主要包括氧化、腐蚀、污染等。
六、结论元器件的失效物理模型主要包括热失效、机械失效、电磁失效和化学失效。
这些模型揭示了元器件失效的原因和机制，为我们预防和解决元器件失效问题提供了理论基础。
通过深入研究和理解这些模型，我们可以提高元器件的可靠性和稳定性，保证电子设备的正常运行。
通过以上的描述，我们可以清晰地了解到元器件失效的物理模型，从而更好地理解元器件失效的原因和机制，为预防和解决元器件失效问题提供理论支持。
因此，只有深入研究和理解这些模型，并采取相应的措施，我们才能提高元器件的可靠性和稳定性，保证电子设备的正常运行。
电子元器件失效的敏感环境与失效模式总结
2.3混合集成电路
传统的混合集成电路，按基片表面的厚膜导带、薄膜导带工艺不同分为厚膜混合集成电路和薄膜混合集成电路两大类：某些小型的印制电路板（PCB）电路，由于印制电路是以膜的形式在平整板表面形成导电图形的，也归类为混合集成电路。随着多芯片组件这一先进混合集成电路的出现，其基板特有的多层布线结构和通孔工艺技术，已使组件成为混合集成电路中一种高密度互连结构的代名词，多芯片组件所采用的基板又包括：薄膜多层、厚膜多层、高温共烧、低温共烧、硅基、PCB多层基板等。
另一方面，电连接器在贮存、运输和工作时，会受到各种振动载荷和冲击力的作用，当外界振动载荷的激励频率和电连接器固有频率接近时，会使得电连接器产生共振现象，造成接触件的间隙变大，间隙增大到一定程度，接触压力会瞬时消失，从而导致电接触的“瞬断”。在振动、冲击载荷作用下，电连接器内部会产生应力，当应力超过材料的屈服强度时，会使得材料产生破坏和断裂；在这种长期应力的作用下，材料也会发生疲劳损伤，最后引发失效。
热致击穿、芯片焊接失效、内引线键合失效，冲击导致钝化层破裂。
高温、冲击、振动
5
阻容元件
磁芯基体破裂，电阻膜破裂，引线断裂。
冲击、高低温
6
板级电路
焊点开裂、孔铜断裂。
高温
电真空器
热丝疲劳断裂。
振动
2、典型元器件失效机理分析
电子元器件的故障模式并不单一，仅对有代表性的部分典型元器件敏感环境的耐受极限进行分析，以得到较为通适的结论。
什么是电子电路中的失效分析方法
什么是电子电路中的失效分析方法电子电路是现代科技中不可或缺的一部分，然而在电子电路的设计和生产过程中，难免会遇到各种失效问题。
失效分析方法是解决这些问题的重要手段之一。
本文将介绍电子电路中的失效分析方法，并探讨其应用和意义。
一、引言电子电路的失效指的是电子元器件或电路在工作过程中出现故障或失效的情况。
失效的原因有很多，比如材料老化、绝缘损坏、连接不良等。
失效分析方法的应用可以帮助我们找出故障的原因，并提供修复和改进的方向。
下面将介绍几种常用的失效分析方法。
二、物理与化学分析方法物理和化学分析方法主要侧重于对电子元器件和电路的物理和化学性质进行分析。
这些方法可以通过检测电路中的异常现象和特征，进而确定故障原因。
1.显微镜观察显微镜观察可以帮助我们观察元器件和电路的微观结构，进而判断是否存在物理损伤或缺陷。
常用的显微镜有光学显微镜、扫描电子显微镜等。
2.能谱分析能谱分析是利用电子束或光线对样品进行照射，通过分析产生的能谱图来确定样品的化学成分。
常用的能谱分析方法有能谱仪、X射线衍射等。
3.热分析热分析可以通过对电子元器件和电路的热性能进行测试，来判断是否存在热失效问题。
常用的热分析方法有热失重分析、差示扫描量热法等。
三、电学分析方法电学分析方法主要侧重于对电子元器件和电路的电学性质进行分析。
通过测量电路中的电流、电压等参数，可以判断是否存在电学失效问题。
1.带电分析带电分析是通过给电路通电，观察电路中是否存在异常现象，比如电流过大、电压跳动等。
常用的带电分析方法有万用表、示波器等。
2.频谱分析频谱分析是通过对电路信号的频谱进行分析，来判断是否存在信号失真或频率干扰等问题。
常用的频谱分析方法有频谱仪、傅里叶变换等。
3.电容探针测试电容探针测试是通过将探针接触到元器件或电路上的金属引脚或引线上，测量与地的电压差来判断元器件或电路是否正常。
常用的电容探针测试方法有电压源、示波器等。
四、故障分析方法故障分析方法主要侧重于对电子电路中的故障进行定位和分析。
(最新整理)电子器件失效分析及可靠应用
2021/7/26
1
电子器件失效分析及可靠应 用
－硬件内部培训
2021/7/26
电子器件失效分析及可靠应用培训
2
培训内容
1 失效分析基础 2 典型失效模式（重点内容） 3 典型失效机理 4 器件失效分析流程 5 破坏性物理分析（DPA）介绍 6 静电损伤 7 CMOS集成电路的闩锁效应 8 如何和器件供应商交流失效分析
器件失效的根本原因
器件强度必须超过器件环境应力，以保证器件正 常运行。然而，强度和应力是两个随机变量，总 是存在一个应力大于强度的较小区域。在图中表 示为两个曲线交叉的区域。交叉区域越大，器件 发生失效的几率越大
2021/7/26
电子器件失效分析及可靠应用培训
29
十 各类器件的失效模式、机理和可靠性应用要点
器件可靠性应用的基本方法：降额
降额（Derating):元件使用中承受的应力低于其额定值，以 达到延缓其参数退化，提高使用可靠性的目的。
额定值(Rating)：元器件允许的最大使用应力值，一般器件 手册中都有明确的规定。
应力(Stress):影响元器件失效率的电、热等负载，典型的过 应力有：温度、浪涌、ESD、噪声和辐射应力
应力比(Stress ration):元器件的工作应力与额定应力之比， 应力比又称做降额因子。
2021/7/26
电子器件失效分析及可靠应用培训
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十 各类器件的失效模式、机理和可靠性应用要点
降额理论
四个基本的降额方法是：
增加平均强度（该方法在尺寸和重量的增加不会引起其它问 题的情况下是很有效的）
必须符合该标准 2）它制定/7/26
电子器件失效分析及可靠应用培训
电子元器件失效模式总结
元器件的失效模式总结Beverly Chen2016-2-4一、失效分析的意义失效分析（Failure Analysis）的意义在于通过对已失效器件进行事后检查，确定失效模式，找出失效机理，确定失效的原因或相互关系，在产品设计或生产工艺等方面进行纠正以消除失效的再次发生。
一般的失效原因如下：二、失效分析的步骤失效分析的步骤要遵循先无损，后有损的方法来一步步验证。
比如先进行外观检查，再进行相关仪器的内部探查，然后再进行电气测试，最后才可以进行破坏性拆解分析。
这样可以避免破坏性的拆解破坏证据。
拿到失效样品，首先从外观检查开始。
1. 外观检查：收到失效样品后，首先拍照，记录器件表面Marking信息，观察器件颜色外观等有何异常。
2.根据器件类型开始分析：2.1贴片电阻，电流采样电阻A: 外观检查，顶面覆盖保护层有针状圆形鼓起或黑色击穿孔->内部电阻层烧坏可能->万用表测量阻值：测得开路或者阻抗偏大->内部电阻层烧毁可能->可能原因：过电压或过电流烧毁—>检查改电阻的稳态功率/电压或者瞬时功率/电压是否已超出spec要求。
Coating 鼓起并开裂黑色击穿点●可失效样品寄给供应商做开盖分析，查看供应商失效报告：如发现烧毁位置位于激光切割线下端，可确定是过电压导致失效。
需要考虑调整应用电路，降低电压应力，或者换成能承受更大应力的电阻。
激光切割线去除coating保护层后，可以看到烧毁位置位于激光切割线旁边，该位置电应力最集中。
B: 外观检查，顶面底面均无异常->万用表测量阻值：测得开路或者阻抗偏大->内部电阻层烧毁或者电极因硫化断开或阻抗增大->检查改电阻的稳态功率或者瞬时功率是否已超出spec要求，如有可能是过电压或过功率烧毁；应力分析在范围内，考虑硫化->失效样品寄给供应商分析。
查看供应商失效报告：●如发现烧毁位置位于激光切割线下端，可确定是过电压导致失效。
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电子元器件失效分析模式
一站式的材料检测、分析与技术咨询服务
电子元器件失效分析
1、简介
电子元器件技术的快速发展和可靠性的提高奠定了现代电子装备的基础，元器件可靠性工作的根本任务是提高元器件的可靠性。
因此，必须重视和加快发展元器件的可靠性分析工作，通过分析确定失效机理，找出失效原因，反馈给设计、制造和使用，共同研究和实施纠正措施，提高电子元器件的可靠性。
电子元器件失效分析的目的是借助各种测试分析技术和分析程序确认电子元器件的失效现
一站式的材料检测、分析与技术咨询服务象，分辨其失效模式和失效机理，确认最终的失效原因，提出改进设计和制造工艺的建议，防止失效的重复出现，提高元器件可靠性。
2、服务对象
元器件生产商：深度介入产品设计、生产、可靠性试验、售后等阶段，为客户提供改进产品设计和工艺的理论依据。
组装厂：划分责任，提供索赔依据；改进生产工艺；筛选元器件供应商；提高测试技术；改进电路设计。
器件代理商：区分品质责任，提供索赔依据。
一站式的材料检测、分析与技术咨询服务整机用户：提供改进操作环境和操作规程的依据，提高产品可靠性，树立企业品牌形象，提高产品竞争力。
3、失效分析意义
1、提供电子元器件设计和工艺改进的依据，指引产品可靠性工作方向；
2、查明电子元器件失效根本原因，有效提出并实施可靠性改进措施；
3、提高成品产品成品率及使用可靠性，提升企业核心竞争力；
4、明确引起产品失效的责任方，为司法仲裁提供依据。
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分析过的元器件种类
集成电路、场效应管、二极管、发光二极管、三极管、晶闸管、电阻、电容、电感、继电器、连接器、光耦、晶振等各种有源/无源器件。
4、主要失效模式（但不限于）
开路、短路、烧毁、漏电、功能失效、电参数漂移、非稳定失效等
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发光二极管开路失效二极管短路失效（金属迁移）
漏电失效（静电击穿）烧毁失效
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电参数漂移
5、常用失效分析技术手段
电测
连接性测试
电参数测试
功能测试
一站式的材料检测、分析与技术咨询服务无损分析技术
X射线透视技术
三维透视技术
反射式扫描声学显微技术（C-SAM）
制样技术
开封技术（机械开封、化学开封、激光开封）去钝化层技术（化学腐蚀去钝化层、等离子腐蚀去钝化层、机械研磨去钝化层）
微区分析技术（FIB、CP）
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显微形貌像技术
光学显微分析技术
扫描电子显微镜二次电子像技术
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失效定位技术
显微红外热像技术(热点和温度绘图)
液晶热点检测技术
光发射显微分析技术(EMMI)
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俄歇电子能谱分析（AES）
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简介
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●形貌观察与测量●显微结
构分析
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析
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析
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质检测
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厚度
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