元器件失效分析方法

2016-12-9 16:07:04 8440 元器件

失效分析基本概念

定义：对失效电子元器件进行诊断过程。

1、进行失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。

2、失效分析的目的是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的重复出现。

3、失效模式是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。

4、失效机理是指失效的物理化学过程，如疲劳、腐蚀和过应力等。

失效分析的一般程序

1、收集现场数据

2、电测并确定失效模式

3、非破坏检查

4、打开封装

5、镜验

6、通电并进行失效定位

7、对失效部位进行物理、化学分析，确定失效机理。

8、综合分析，确定失效原因，提出纠正措施。

1、收集现场数据

应力类型	试验方法	可能出现的主要失效模式
电应力	静电、过电、噪声	MOS器件的栅击穿、双极型器件的pn结击穿、功率晶体管的二次击穿、CMOS电路的闩锁效应
热应力	高温储存	金属－半导体接触的Al－Si互溶，欧姆接触退化，pn结漏电、Au-Al键合失效
低温应力	低温储存	芯片断裂
低温电应力	低温工作	热载流子注入
高低温应力	高低温循环	芯片断裂、芯片粘接失效
热电应力	高温工作	金属电迁移、欧姆接触退化
机械应力	振动、冲击、加速度	芯片断裂、引线断裂
辐射应力	X射线辐射、中子辐射	电参数变化、软错误、CMOS电路的闩锁效应
气候应力	高湿、盐雾	外引线腐蚀、金属化腐蚀、电参数漂移

2、电测并确定失效模式

电测失效可分为连接性失效、电参数失效和功能失效。

连接性失效包括开路、短路以及电阻值变化。这类失效容易测试，现场失效多数由静电放电（ESD）和过电应力（EOS）引起。

电参数失效，需进行较复杂的测量，主要表现形式有参数值超出规定范围（超差）和参数不稳定。

确认功能失效，需对元器件输入一个已知的激励信号，测量输出结果。如测得输出状态与预计状态相同，则元器件功能正常，否则为失效,功能测试主要用于集成电路。

三种失效有一定的相关性,即一种失效可能引起其它种类的失效。功能失效和电参数失效的根源时常可归结于连接性失效。在缺乏复杂功能测试设备和测试程序的情况下，有可能用简单的连接性测试和参数测试方法进行电测，结合物理失效分析威廉希尔官方网站的应用仍然可获得令人满意的失效分析结果。

3、非破坏检查