应用总结电子元器件失效分析详解演示文稿.ppt

文档介绍：应用总结电子元器件失效分析详解演示文稿
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（优选）应用总结电子元器件失效分析
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二、失效分析的主要内容-思路 、明确分析对象 明确分析对象及失效发生的背景。页，共四十九页。
（4）电烙铁或仪器设备漏电引起的电损伤 集成电路或晶体管的引出端与漏电的电烙铁、仪器或设备机壳相碰，或者在仪器设备上更换元器件以及修补焊点等，都会带来电损伤。最容易被损伤的集成电路有：带有MOS电容的集成电路、MOS电路、微波集成电路、STTL和LSTTL电路、单稳电路和振荡器、A/D和D/A电路、高精度运算放大器、LSI和VLSI电路。其中单稳电路和振荡器在调试时发生的这种电损伤很不容易发现，因为损伤的表现形式往往是表现为单稳电路的脉冲宽度发生漂移；振荡器的振荡频率发生漂移，调试人员往往把这种现象错误地认为是没有将电路调试好。  ，参数可以恢复正常，但这种“恢复正常”的电路，工作一段时间后又会出现上述的参数漂移现象。
失效模式与失效机理
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（5）CMOS电路发生可控硅效应(闩锁效应) CMOS电路的静态功耗极小，但可控硅效应被触发后功耗会变得很大(50～200毫安)，并导致电路发生烧毁失效。CMOS电路的硅芯片内部，在VDD与VSS之间有大量寄生可控硅存在，并且所有输出端和输入端都是它的触发端，在正常条件下工作，由于输入和输出电压满足下式要求：VDD>Vout>Vss VDD>Vin>Vss。 所以正常工作条件下CMOS电路不会发生可控硅效应。但在某些特殊情况下，上述条件就会不满足，凡是出现以下情况之一，可控硅效应(闩锁)就可能发生，发生闩锁的CMOS电路如果无限流保护就会被烧毁。
失效模式与失效机理
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（6）CMOS电路振荡引起功率过荷 6-1 当CMOS电路的任何一个输入端发生浮空时，CMOS电路都会发生自激振荡。 6-2 CMOS电路输入缓慢变化的脉冲时容易引起振荡。输入缓慢变化的脉冲使输入端处于VDD/2的时间增长，导致输出端出现不稳定的时间增长，容易诱发CMOS电路发生振荡。振荡后电路功耗增大(高达200mA)，发生电过应力损伤。 6-3 防止振荡的方法有： ； ：普通CMOS电路的上升时间应小于10μs，而计数器和移位寄器电路，5V时应小于5μs，10V时应小于1μs，15V时应小于200ns； 。
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、静电放电ESD——处于不同静电电位的两个物体间的静电电荷的转移就是静电放电。这种静电电荷的转移方式有多种，如接触放电、空气放电。静电放电一般指静电的快速转移或泄放。
失效模式与失效机理
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电子元器件由静电放电引发的失效可分为：突发性失效和潜在性失效两种模式。

突发性失效：是指元器件受到ESD损伤后，突然完全丧失其规定的功能，主要表现为开路，短路或参数严重漂移。

潜在性失效：是指静电放电能量较低，仅在元器件内部造成轻微损伤，上电后器件电参数仍能合格或略有变化，但器件的抗过电的能力已经明显削弱，再受到工作应力后将进一步退化，使用寿命将明显缩短。
失效模式与失效机理
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ESD失效的不同机理
过电压场致失效： 发生于MOS器件，包括含有MOS电容或钽电容的双极性电路和混合电路；
过电流热致失效：多发生于双极器件，包括输入用pn结二极管保护电路的MOS电路，肖特基二极管以及含有双极器件的混合器件
实际发生哪种失效，取决于静电放电回路的绝缘程度！
如果放电回路阻抗较低，绝缘性差，器件往往会因放电期间的强电流脉冲导致高温损伤，这属于过电流损伤；
相反，因阻抗高，绝缘性好，器件接受高电荷而产生高压，导致强电场损伤，属于过压损伤。
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ESD 损伤图片
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、辐射损伤——在自然和人造辐射环境中，各种带电或不带电的高能粒子（如质子、电子、中子）以及各种高能射线（如Х射线、γ射线等）对集成电路造成的损伤。、氧化层电荷——集成电路中存在的与氧化层有关的电荷，包括固定氧化层电荷、可