电子元器件失效分析培训总结报告PPT(42张)
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电子元器件培训 ppt课件
52
3、电感
电感电路图示：
53
3、电感
电感实物：
54
3、电感
电感特性： 电感器和电容器一样，也是一种储能元件，它
能把电能转变为磁场能，并在磁场中储存能量。 电感器用符号L表示，它的基本单位是亨利(H)， 常用毫亨(mH)为单位。它经常和电容器一起工作， 构成LC滤波器、LC振荡器等。另外，人们还利用 电感的特性，制造了扼流圈、变压器、继电器等。
电容在电场作用下，在单位时间内因发热 所消耗的能量叫做损耗。各类电容都规定 了其在某频率范围内的损耗允许值，电容 的损耗主要由介质损耗，电导损耗和电容 所有金属部分的电阻所引起的。
50
2、电容
电容器容量标示 ： 1、直标法
用数字和单位符号直接标出。如01uF表示 0.01微法，有些电容用“R”表示小数点， 如R56表示0.56微法。 2、文字符号法
35
2、电容
什么是电容？ 电容器就是“储存电荷的容器”。 电容的符号：
36
2、电容
电容的单位：
不同的电容器储存电荷的能力也不相同。 规定把电容器外加1伏特直流电压时所储存 的电荷量称为该电容器的电容量。电容的 基本单位为法拉(F)。但实际上，法拉是一 个很不常用的单位，因为电容器的容量往 往比1法拉小得多，常用的电容单位有微法 (μF)、纳法(nF)和皮法(pF)(皮法又称微微法) 等，它们的关系是：1法拉(F)= 1000000微 法(μF) 1微法(μF)= 1000纳法(nF)= 1000000皮法(pF)。
27
1.2.2、热敏电阻
按电阻温度系数的不同，热敏电阻分为 正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电 阻。
正温度系数热敏电阻(简称PTC热敏电阻） 负温度系数热敏电阻(简称NTC热敏电阻) 在工作温度范围内，正温度系数热敏电阻 的阻值随温度升高而急剧增大，负温度系 数电阻的阻值随温度升高而急剧减小。
3、电感
电感电路图示：
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3、电感
电感实物：
54
3、电感
电感特性： 电感器和电容器一样，也是一种储能元件，它
能把电能转变为磁场能，并在磁场中储存能量。 电感器用符号L表示，它的基本单位是亨利(H)， 常用毫亨(mH)为单位。它经常和电容器一起工作， 构成LC滤波器、LC振荡器等。另外，人们还利用 电感的特性，制造了扼流圈、变压器、继电器等。
电容在电场作用下，在单位时间内因发热 所消耗的能量叫做损耗。各类电容都规定 了其在某频率范围内的损耗允许值，电容 的损耗主要由介质损耗，电导损耗和电容 所有金属部分的电阻所引起的。
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2、电容
电容器容量标示 ： 1、直标法
用数字和单位符号直接标出。如01uF表示 0.01微法，有些电容用“R”表示小数点， 如R56表示0.56微法。 2、文字符号法
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2、电容
什么是电容？ 电容器就是“储存电荷的容器”。 电容的符号：
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2、电容
电容的单位：
不同的电容器储存电荷的能力也不相同。 规定把电容器外加1伏特直流电压时所储存 的电荷量称为该电容器的电容量。电容的 基本单位为法拉(F)。但实际上，法拉是一 个很不常用的单位，因为电容器的容量往 往比1法拉小得多，常用的电容单位有微法 (μF)、纳法(nF)和皮法(pF)(皮法又称微微法) 等，它们的关系是：1法拉(F)= 1000000微 法(μF) 1微法(μF)= 1000纳法(nF)= 1000000皮法(pF)。
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1.2.2、热敏电阻
按电阻温度系数的不同，热敏电阻分为 正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电 阻。
正温度系数热敏电阻(简称PTC热敏电阻） 负温度系数热敏电阻(简称NTC热敏电阻) 在工作温度范围内，正温度系数热敏电阻 的阻值随温度升高而急剧增大，负温度系 数电阻的阻值随温度升高而急剧减小。
电子元器件 失效分析培训 PPT
航天材料及工艺研究所
四、元器件失效分析方法和程序
元器件失效分析程序 5、启封 、
目的： 目的：暴露失效元器件内部薄弱环节 内容： 内容：采用合理的方法和程序逐步分解失效元器件 技术手段：机械方法（针对金属、陶瓷、玻璃封装） 技术手段：机械方法（针对金属、陶瓷、玻璃封装） 化学方法（针对塑料封装） 化学方法（针对塑料封装） 注意事项：确认外观检查和无损检测已经充分系统， 注意事项：确认外观检查和无损检测已经充分系统，无遗漏 小心仔细， 小心仔细，切忌引入人为损伤或多余物 避免多余物遗失或位置变化 重要的或随机失效的元器件， 重要的或随机失效的元器件，解剖前应获得同意
航天材料及工艺研究所
四、元器件失效分析方法和程序
元器件失效分析程序 7、微探针测试（适用于集成电路） 、微探针测试（适用于集成电路）
目的： 目的：确定失效部位 内容：根据标准、技术条件或原理， 内容：根据标准、技术条件或原理，发现内部单元 或局部电特性的异常现象 技术手段：微探针、测微探针台、电测仪器等 技术手段：微探针、测微探针台、电测仪器等 重点： 重点：比对寻找差异 注意事项： 注意事项：与良品比对 经重复测试确认，同时， 经重复测试确认，同时，关注瞬态现象 剔除假象
航天材料及工艺研究所
三、术语和定义
1、失效性质 —— 引起失效的宏观原因 、
一般分为：误用失效、本质失效、从属失效、 一般分为：误用失效、本质失效、从属失效、重测合格 本质失效包括：批次性问题和个别（非批次） 本质失效包括：批次性问题和个别（非批次）问题两类
确定失效性质是为决策者判定失效的严重程度和 可能造成的后果而提供依据
航天材料及工艺研究所
四、元器件失效分析方法和程序
（一）失效分析方法和元器件失效分析方法标准
四、元器件失效分析方法和程序
元器件失效分析程序 5、启封 、
目的： 目的：暴露失效元器件内部薄弱环节 内容： 内容：采用合理的方法和程序逐步分解失效元器件 技术手段：机械方法（针对金属、陶瓷、玻璃封装） 技术手段：机械方法（针对金属、陶瓷、玻璃封装） 化学方法（针对塑料封装） 化学方法（针对塑料封装） 注意事项：确认外观检查和无损检测已经充分系统， 注意事项：确认外观检查和无损检测已经充分系统，无遗漏 小心仔细， 小心仔细，切忌引入人为损伤或多余物 避免多余物遗失或位置变化 重要的或随机失效的元器件， 重要的或随机失效的元器件，解剖前应获得同意
航天材料及工艺研究所
四、元器件失效分析方法和程序
元器件失效分析程序 7、微探针测试（适用于集成电路） 、微探针测试（适用于集成电路）
目的： 目的：确定失效部位 内容：根据标准、技术条件或原理， 内容：根据标准、技术条件或原理，发现内部单元 或局部电特性的异常现象 技术手段：微探针、测微探针台、电测仪器等 技术手段：微探针、测微探针台、电测仪器等 重点： 重点：比对寻找差异 注意事项： 注意事项：与良品比对 经重复测试确认，同时， 经重复测试确认，同时，关注瞬态现象 剔除假象
航天材料及工艺研究所
三、术语和定义
1、失效性质 —— 引起失效的宏观原因 、
一般分为：误用失效、本质失效、从属失效、 一般分为：误用失效、本质失效、从属失效、重测合格 本质失效包括：批次性问题和个别（非批次） 本质失效包括：批次性问题和个别（非批次）问题两类
确定失效性质是为决策者判定失效的严重程度和 可能造成的后果而提供依据
航天材料及工艺研究所
四、元器件失效分析方法和程序
（一）失效分析方法和元器件失效分析方法标准
元器件失效分析工作总结
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电子元器件识别和检测、维修窍门专题培训课件
实战—遥控器、电饭锅、微波炉维修窍门
1.如何确定是不是遥控器坏了 ？ 2. 维修方法？
实战—遥控器、电饭锅、微波炉维修窍门
实战—遥控器、电饭锅、微波炉维修窍门
将收音机调 至中波最低 端或910 kHz 附近，不断 按动发射器 的任一个按 键。当发射 器正常时， 在距离收音 机20～30 cm时，收音 机会收到辐 射信号，发 出连续的 “嘟嘟”的 声音。
电子元器件识别和 检测、维修窍门
目录
第一部分 常用电子元件的识别 第二部分 常用电气设备维修技巧
第一部分 常用电子元件的识别
电阻、电位器 电容、电感
电子元件
其他元器件
二极、三极管
变压器
电阻、电位器
电阻器识别法：文字符号直标法、色标法、直接测量法， 图例！
没有相同阻值的电阻，可用串并联相近电阻的方法替换，举例！
正确
普通电阻的安装
不正确
正确
不正确
应用—元件安装固定的方式
高度不齐
未成型 且管脚 高度高
不规范
实战—遥控器、电饭锅、微波炉维修窍门
遥控器
电饭锅
如何确定是不是遥控器坏了？利用中波收音机判断遥 控发射器？维修方法？
煮不熟、煮焦了原因？锅子变形如何调整？磁钢片安 装技巧？
微波炉
没有通电原因？通电后不加热判断方法？
二极管
二极、三极管
整流二极管是利用二极管整流特性，稳压二极管是利用 反向击穿特性，二极管半桥、全桥组成桥堆、把多个二 极管串联是高压硅堆。
三极管
三极管是两个做在一起的PN，由于三极管具有放大作 用，它是收音机、录音机、电视机等家用电器中很重要 的器件之一。
第二部分 常用电气设备维修技巧
电子产品失效分析技术演示幻灯片
过电压场致失效——放电回路阻抗较 高，元器件因接受高电荷而产生高电压 导致电场损伤，多发生于电容器件。 过电流热致失效——放电回路阻抗较 低，元器件因放电期间产生强电流脉冲 导致高温损伤，多发生于双极器件。
13
失效机理
4. 金属腐蚀失效
当金属与周围介质接触时， 由于发生化学反应或电化学 作用而引起金属腐蚀。
18
失效机理
9. “爆米花效应”（分层效应）
“爆米花效应”是指塑封器件塑封材料内的水份在高温 下受热发生膨胀，使塑封料与金属框架和芯片间发生分 层，拉断键合丝，发生开路失效或间歇失效。
19
失效分析基本程序
20
失效分析基本程序
3. 失效分析程序
样 失 外 失 方 非 破综 报
品 效 观 效 案 破 坏合 告
这Au些5AIlM2，CA的u物4Al理呈性浅质金不黄同色，，电俗导称率黄较斑低；。AuA2AulA呈l2白呈色紫俗色称，白俗斑称。紫斑；
键合点生成金铝化合物后，键合强度降低、变脆开裂、接触电阻增大，
器件出现性能退化或引线从键合界面处脱落导致开路。
IMC
IMC
16
失效机理
7. 柯肯德尔效应
金铝键合系统中，若采用Au丝热压焊工艺， 由于高温，金向铝中迅速扩散，在金层一 侧留下部分原子空隙，这些原子空隙自发 聚积，在金属间化合物与金属交界面上形 成了空洞，这称为柯肯德尔效应。
5
主要失效模式及机理
6
失效模式
失效模式就是失效的外在表现形式。
按持续性分类：致命性失效，间歇失效，缓慢退化 按失效时间分：早期失效，随机失效，磨损失效 按电测结果分：开路，短路或漏电，参数漂移，功能失效 按失效原因分：电应力（EOS）和静电放电（ESD）导致的
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失效机理
4. 金属腐蚀失效
当金属与周围介质接触时， 由于发生化学反应或电化学 作用而引起金属腐蚀。
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失效机理
9. “爆米花效应”（分层效应）
“爆米花效应”是指塑封器件塑封材料内的水份在高温 下受热发生膨胀，使塑封料与金属框架和芯片间发生分 层，拉断键合丝，发生开路失效或间歇失效。
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失效分析基本程序
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失效分析基本程序
3. 失效分析程序
样 失 外 失 方 非 破综 报
品 效 观 效 案 破 坏合 告
这Au些5AIlM2，CA的u物4Al理呈性浅质金不黄同色，，电俗导称率黄较斑低；。AuA2AulA呈l2白呈色紫俗色称，白俗斑称。紫斑；
键合点生成金铝化合物后，键合强度降低、变脆开裂、接触电阻增大，
器件出现性能退化或引线从键合界面处脱落导致开路。
IMC
IMC
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失效机理
7. 柯肯德尔效应
金铝键合系统中，若采用Au丝热压焊工艺， 由于高温，金向铝中迅速扩散，在金层一 侧留下部分原子空隙，这些原子空隙自发 聚积，在金属间化合物与金属交界面上形 成了空洞，这称为柯肯德尔效应。
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主要失效模式及机理
6
失效模式
失效模式就是失效的外在表现形式。
按持续性分类：致命性失效，间歇失效，缓慢退化 按失效时间分：早期失效，随机失效，磨损失效 按电测结果分：开路，短路或漏电，参数漂移，功能失效 按失效原因分：电应力（EOS）和静电放电（ESD）导致的
《电子元器件培训》课件
电阻器
符号表示
通常用字母R表示，有时也用希腊字 母Ω表示。
作用
在电路中起到限流、分压等作用，是 电子电路中不可或缺的元件之一。
电容器
总结词
电容器是一种储存电荷的元件，主要用于隔直、滤波和旁路等应用。
详细描述
电容器由两个平行板电极和它们之间的绝缘介质组成。当在电容器上施加电压时，电荷会储存在两个 电极之间，形成电场。电容器的容量通常以法拉（F）为单位。根据用途的不同，电容器可以分为隔 直电容、滤波电容、旁路电容等多种类型。
电容器
符号表示
通常用字母C表示。
作用
在电路中起到隔直、滤波和旁路等作用，对于电路的稳定性和性能有着重要的 影响。
二极管
总结词
二极管是一种单向导电的半导体元件，主要用于整流、检波等应用。
详细描述
二极管是由一个PN结组成的半导体元件，具有单向导电性。当正向电压施加在 二极管上时，电流可以顺利通过；而当反向电压施加时，电流几乎为零。二极管 的种类很多，根据用途可以分为整流二极管、检波二极管、稳压二极管等。
性能检测
通过使用测试设备对元器件进行性能 测试，如电压、电流、电阻、电容等 参数的测量，以确定其性能是否正常 。
电子元器件的选用原则
选用与电路设计要求相符合的元 器件，确保电路性能稳定、可靠 。
优先选用环保、低毒、无害的元 器件，以减少对环境的负面影响 。
可靠性原则 兼容性原则 经济性原则 环保性原则
随着新材料、新工艺的不断涌现，电子元器件的性能不断提 高，尺寸不断减小，为现代电子设备的发展提供了有力支持 。
02
常见电子元器件介绍
Chapter
电阻器
总结词
电阻器是电子电路中常用的元件，用于限制电流的大小。
8D培训讲义42张课件
种方案的利弊得失，初步确定团队可接受的一种方案；
➢团队应预测：采取对策后，不要引起其他质量的问题(即考虑具有负相关的质
量特性)；
➢可行性评估：技术可行性、制造可行性、供应链可行性、成本可行性等 ➢在可能的条件下展开设计验证活动
2023/12/29
14
D-5确定消除根本原因的措 施
关键要点:
(1)重新审视小组成员资格 (2)决策，选择最佳措施 (3)重新评估临时措施，如必要重新选择 (4)验证 (5)管理层承诺执行永久纠正措施 (6)控制计划
2023/12/29
16
D-6采取消除根本原因的措施
关键要点:
(1)重新审视小组成员 (2)执行永久纠正措施，废除临时措施 (3)利用故障的可测量性确认故障已经排除 (4)控制计划、工艺文件修改
本阶段适用的方法 检查表、层别法、排列图、直方图、控制图、
FMEA、MSA、……
2023/12/29
17
D-7确定实施预防措施
目的:修改现有的管理系统、操作系统、工作惯例、设计与规程以防止这一问题与
所有类似问题重复发生。
➢实施标准化的作业，防止不合格及其原因的再发生。
➢将本次纠正措施的经验运用在同类区域中，以消除潜在的不合格。
2023/12/29
18
D-7确定实施预防措施
关键要点:
(1)选择预防措施 (2)验证有效性 (3)决策 (4)组织、人员、设备、环境、材料、文件重新确定
用量化的术语详细说明与该问题有关的内/外部顾客抱怨,如什么、地点、时间、 程度、频率等。 “什么东西出了什么问题” D3：临时对策
若真正原因还未找到，暂时用什么方法可以最快地防止问题？如全检、筛选、 将自动改为手动、库存清查等。暂时对策决定后，即立刻交由团队成员带回执行。
➢团队应预测：采取对策后，不要引起其他质量的问题(即考虑具有负相关的质
量特性)；
➢可行性评估：技术可行性、制造可行性、供应链可行性、成本可行性等 ➢在可能的条件下展开设计验证活动
2023/12/29
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D-5确定消除根本原因的措 施
关键要点:
(1)重新审视小组成员资格 (2)决策，选择最佳措施 (3)重新评估临时措施，如必要重新选择 (4)验证 (5)管理层承诺执行永久纠正措施 (6)控制计划
2023/12/29
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D-6采取消除根本原因的措施
关键要点:
(1)重新审视小组成员 (2)执行永久纠正措施，废除临时措施 (3)利用故障的可测量性确认故障已经排除 (4)控制计划、工艺文件修改
本阶段适用的方法 检查表、层别法、排列图、直方图、控制图、
FMEA、MSA、……
2023/12/29
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D-7确定实施预防措施
目的:修改现有的管理系统、操作系统、工作惯例、设计与规程以防止这一问题与
所有类似问题重复发生。
➢实施标准化的作业，防止不合格及其原因的再发生。
➢将本次纠正措施的经验运用在同类区域中，以消除潜在的不合格。
2023/12/29
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D-7确定实施预防措施
关键要点:
(1)选择预防措施 (2)验证有效性 (3)决策 (4)组织、人员、设备、环境、材料、文件重新确定
用量化的术语详细说明与该问题有关的内/外部顾客抱怨,如什么、地点、时间、 程度、频率等。 “什么东西出了什么问题” D3：临时对策
若真正原因还未找到，暂时用什么方法可以最快地防止问题？如全检、筛选、 将自动改为手动、库存清查等。暂时对策决定后，即立刻交由团队成员带回执行。
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2022/3/23
IR CONFIDENTIAL
2
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）
2022/3/23
IR CONFIDENTIAL
6
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”
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
2022/3/23
IR CONFIDENTIAL
5
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
2022/3/23
IR CONFIDENTIAL
8
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。
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。
2022/3/23
IR CONFIDENTIAL
7
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
2022/3/23
IR CONFIDENTIAL
1
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。
IR CONFIDENTIAL
12
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。Fra bibliotek2022/3/23
IR CONFIDENTIAL
9
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）；
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）
2022/3/23
IR CONFIDENTIAL
10
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。
2022/3/23
IR CONFIDENTIAL
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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
2022/3/23
IR CONFIDENTIAL
3
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
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
2022/3/23
IR CONFIDENTIAL
4
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
2022/3/23
IR CONFIDENTIAL
11
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。
2022/3/23