电子元器件失效分析培训总结报告PPT(42张)

2022/3/23
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可靠性工程新舊觀念對比
傳統可靠性觀念： 是以失效資料的統計和分析為手段，表徵產品的可靠性，比如MTBF。
可靠性的新觀念： 是以失效分析為手段，尋找失效的根本原因，並加以解決以達到從根本
上提高可靠性的目的。
幾個概念： 可靠性強化試驗(RET, Reliability Enhancement Testing）,或稱為步進
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突發性失效： 是指元器件受到ESD損傷後，突然完全喪失其規定的功能
，主要表現為開路，短路或參數嚴重漂移。
潛在性失效： 是指靜電放電能量較低，僅在元器件內部造成輕微損傷，
放電後器件電參數仍能合格或略有變化，但器件的抗過電的能 力已經明顯削弱，再受到工作應力後將進一步退化，使用壽命 將明顯縮短。
應力試驗；高加速壽命試驗HALT，高加速應力篩選HASS等面向失效分析 的可靠性新技術
失效物理學（Pof，Physics of Failure），把失效作為主體研究，通過 激發，研究和根治失效達到提高可靠性的目的
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可靠性觀念變化比較
傳統觀念 可靠性是一種成本 遵照規範操作 可靠性公式和手冊保證 與設計和生產脫離 只用MTBF作為可靠性統計參 數 檢測故障，協調解決 重複運作
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失效分析的目的和作用
失效分析:是對已失效的器件進行的一種事後檢查，使用電測 試和先進的物理，進行和化學分析技術，驗證所報告的失效， 確定其失效模式，找出失效機理。
失效分析程式應得出相應結論，確定失效原因或相應關係，或 著在生產工藝，器件設計，試驗或應用方面採取措施，以消除 失效模式或機理產生的原因，或防止其重新出現。
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一. 關於可靠性？
電子產品可靠性定義： 是指產品在規定的條件下及規定的時間內完成規定功能的能
力，它是電子產品品質的一個重要組成部分。
可靠性的表徵： 壽命；失效率；故障；MTBF；返修；賠償……
注：電子產品的壽命：包括硬體壽命到期；技術壽命到期（過了換代期的電子產品 ）
結束這中間的所有管理，培訓，控制等等成本之和）
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另一領域的失效分析
醫藥學的歷史與人類的病痛一樣長，大量醫藥科學的進步都是建立 在外科醫生的屍體解剖上。（仁慈的東方人除外）；
在這個專業領域，這一做法通常稱為“失效分析”；
每個失效部件都應被視為進行可靠性改進的機會，從這個角度講， 失效部件有時甚至是“珍貴的”
這個例子可以幫助我們理解失效分析的作用和失效部件的重要 性。
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二. 失效分析基本概念
失效：功能退化或著功能喪失； 失效模式：失效現象的表現形式，如開路，短路，參數漂移，不穩定 等； 失效機理：導致失效的物理化學變化過程，和對這一過程的解釋，如 電遷移開路，銀電化學遷移短路。工程上，也會把失效原因說成失效 機理。 應力：驅動產品完成功能所需的動力和產品經歷的環境條件。是產品 退化的誘因； 缺陷：
電子元器件失效分析_______培訓總結報告
尤利甯 賀永紅 2006-7-6
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提綱：
1. 可靠性的基本概念和新的觀念； 2. 失效分析的8個步驟； 3. 失效分析的概念，目的，作用，物件和分類； 4. 與我們生產有關的例子； 5. 失效分析的新技術。
202Fra Baidu bibliotek/3/23
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ESD失效的不同機理
過電壓場致失效： 發生於MOS器件，包括含有MOS電容或鉭電容的 雙極性電路和混合電路；
過電流熱致失效：多發生於雙極器件，包括輸入用pn結二極體保護 電路的MOS電路，肖特基二極體以及含有雙極器件的混合器件
實際發生哪種失效，取決於靜電放電回路的絕緣程度！ 如果放電回路阻抗較低，絕緣性差，器件往往會因放電期間的
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三. 一些例子
Eg1. ESD失效機理－解釋
定義：處於不同靜電電位的兩個物體間發生的靜電電荷轉移就 形成了ESD，這種靜電放電將給電子元件帶來損傷，引起產品 失效。
電子元器件由靜電放電引發的失效可分為：突發性失效和潛在 性失效兩種模式。
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應用過程：元器件選型，二次篩選條件優化，設備研製生 產中的故障控制對策，可靠性增長，全壽命維護等（更偏向用 戶）
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失效模式的概念和種類
失效模式：就是失效的外在表現形式，不需要深入說明其物理 原因
按持續性分類：致命性失效，間歇失效，緩慢退化； 按失效時間分類：早期失效，隨即失效，磨損失效； 按電測試結果分類：開路，短路或漏電，參數漂移，功能失效 按失效原因分類：EOS（Electrical over Stress/ESD (Electrostatic Discharge);製作工藝不良。
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失效分析的物件
實物物件：包括已發生失效或發生重要變化的測試結構，半成 品，試製品，試驗品，整機應用以及外場應用失效品。
過程物件：包括元器件的研發過程和應用過程。 研發過程:可細分為設計優化，制造工藝優化，測試篩選
與評價試驗優化等過程（比如Hexfred Ir漂移事件的解決，我 們設計新的篩選程式）；
現時觀念 可靠性是一種資產 為用戶提供價值 可靠性良好的設計和生產 與設計和生產融為一體 同時用故障率和有效壽命作為 可靠性的統計參數 分析故障，消除故障 改進運作
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失效物理方法的8個步驟：
1. 確定真正的系統要求； 2. 確定使用環境；（包括生產環境，但這點經常被忽略） 3. 驗明潛在的失效部位和失效機理； 4. 采用可靠的原材料的元器件； 5. 設計可靠的產品； 6. 鑒定加工和裝配過程； 7. 控制加工和裝配過程；（從設計和製造過程加強可靠性） 8. 對產品的壽命期成本和可靠性進行管理（採購後到達到使用壽命