文档介绍：电子材料与电子元器件腐蚀
蒋益明
材料二楼301
******@fudan.
65643648
主要内容
•电子材料与器件的可靠性
•电子材料与器件的失效分析
•电子材料与器件的腐蚀形态
•应用举例
电子材料与电子元器件
• IT产品:3C---puter)
munication)
家用电器(Consumer electronics)
–基板及元器件和连接部分“堆垛”而成
–最基本单元:材料+元器件
•电子材料:发挥其物理化学特性用于IT工业的材料
–性能:声光电力热磁
–分类:半导体材料、介电材料、压电及铁电材料、磁性材料、
某些金属材料、高分子材料
•电子元器件:电子材料经特殊工艺,在IT产品中起各种作
用的电子部件
–集成电路器件显示器件传感器件电池
电子元器件的可靠性
•可靠性:产品在规定的条件下和规定的时间内,
完成规定功能的能力
•规定条件:环境条件(温度、湿度、气压、盐
雾、辐射、振动、冲击、碰撞、跌落等)、负
荷条件(电、热、力等应力)和工作方式(连
续或间断)
•规定时间:可靠性是时间的函数
电子元器件的失效规律
•早期失效:失效率高,实效率随时间增加而下降,由特定的普
遍性原因造成
•偶然失效:失效率低,良好使用阶段,失效是由不太严重的偶
然因素引起
•损耗失效:失效率明显上升,大部分器件相继失效,失效是由
带全局性的原因引起(老化、磨损、耗损、疲劳等)造成
器件的设计、制造应使其尽快进入偶然失效期,推迟损耗
失效期的到来
电子元器件的失效分析
器件失效后,通过对其结构、使用和技术文件的系统研究,鉴别失
效模式、确定失效原因、机理和失效演变的过程
失效分析研究的内容
什么
What Failed? 器件失效(氧化层
击穿,管脚蚀断等)
怎么
2
特定条件下,性能
How did it Failed?
变化的特定规律
Currentcm /A
0 50 100 150 200 250 300
time /s
为什么
判定退化机制及其
Why did it Failed? 对器件性能的影响
器件失效分析的研究内容
•失效分析的基本内容
失效模式鉴别假设失效机理
失效情况调查
失效特征描述证实失效机理
新的失效因素考虑提出纠正措施
•失效模式(形式)
开路无功能重测合格
短路功能退化结构不好
最常见的有:烧毁、管壳漏气、管腿蚀断、芯片粘合不良、
表面腐蚀、漏电、击穿等
主要失效机理
•器件失效的实质原因:引起器件失效的物理或化学过程
设计问题引体内退化氧化层金属化系统封装退化
起的缺陷机理缺陷退化机理
•版图•二次击穿•针孔•电迁移•管腿腐蚀
•工艺方案•重金属污染•厚度不均•铝腐蚀•管腿损伤
•电路和结构•材料缺陷•介质击穿•过电应力•漏气
•扩散•蚀断•封装开裂
•外来物
电子器件的失效分析
半导体物理学半导体工艺学材料学化学冶金学电子学
环境工程学系统工程学
失效发生期与失效机理的关系
•早期失效
–设计失误、工艺缺陷、材料缺陷、筛选不充分
•随机失效
–静电损伤、过电损伤
–有明显的突发性
•损耗失效
–元器件老化
•疲劳断裂
•磨损
材料或器件失效•腐蚀
•扩散
•熔断