文档介绍：基本概念和失效分析技术
第一部分
第一页，共八十二页。
失效的概念
失效定义
1 特性剧烈或缓慢变化
2 不能正常工作
3 不能自愈
失效种类
1 致命性失效：如过电应力损伤
2 缓慢退化：如MESFET的IDSS下降
3 间歇十二页。
失效分析技术的延伸
进货分析的作用：选择优质的供货渠道，防止假冒伪劣元器件进入整机生产线
良品分析的作用：学****先进技术的捷径
第二十三页，共八十二页。
失效分析的一般程序
收集失效现场数据
电测并确定失效模式
非破坏检查
打开封装
镜检
通电并进行失效定位
对失效部位进行物理化学分析，确定失效机理
综合分析，确定失效原因，提出纠正措施
第二十四页，共八十二页。
收集失效现场数据
作用：根据失效现场数据估计失效原因和失效责任方
根据失效环境：潮湿、辐射
根据失效应力：过电、静电、高温、低温、高低温
根据失效发生期:早期、随机、磨损
失效现场数据的内容
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水汽对电子元器件的影响
电参数漂移
外引线腐蚀
金属化腐蚀
金属半导体接触退化
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辐射对电子元器件的影响
参数漂移、软失效
例：n沟道MOS器件阈值电压减小
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失效应力与失效模式的相关性
过电：pn结烧毁、电源内引线烧毁、电源金属化烧毁
静电：MOS器件氧化层击穿、输入保护电路潜在损伤或烧毁
热：键合失效、Al-Si互溶、pn结漏电
热电：金属电迁移、欧姆接触退化
高低温：芯片断裂、芯片粘接失效
低温：芯片断裂
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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
磨损失效：元器件老化
随机失效有突发性和明显性
早期失效、磨损失效有时间性和隐蔽性
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失效发生期与失效率
失效率
时间
随机
磨损
早期
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以失效分析为目的的电测技术
电测在失效分析中的作用
重现失效现象，确定失效模式，缩小故障隔离区，确定失效定位的激励条件，为进行信号寻迹法失效定位创造条件
电测的种类和相关性
连接性失效、电参数失效和功能失效
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电子元器件失效分析的简单实用测试技术（一）
连接性测试：万用表测量各管脚对地端/电源端/另一管脚的电阻，可发现开路、短路和特性退化的管脚。电阻显著增大或减小说明有金属化开路或漏电部位。
待机(stand by)电流测试:所有输入端接地（或电源），所有输出端开路，测电源端对地端的电流。待机(stand by)电流显著增大说明有漏电失效部位。待机(stand by)电流显著减小说明有开路失效部位。
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电子元器件失效分析的简单实用测试技术（二）
各端口对地端/电源端的漏电流测试（或I——V测试）,可确定失效管脚。
特性异常与否用好坏特性比较法确定。
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待机(stand by)电流显著减小的案例
由于闩锁效应某EPROM的两条电源内引线之一烧断。
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待机(stand by)电流偏大的案例TDA7340S音响放大器电路
用光发射显微镜观察到漏电部位
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由反向I－V特性确定失效机理
第三十六页，共八十二页。
由反向I－V特性确定失效机理
直线为电阻特性，pn结穿钉，属严重EOS损伤。
反向漏电流随电压缓慢增大，pn结受EOS损伤或ESD损伤。
反向击穿电压下降，pn结受EOS损伤或ESD损伤。
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由反向I－V特性确定失效机理
反向击穿电压不稳定：芯片断裂、芯片受潮
烘烤变化与否可区分离子沾污和静电过电失效
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烘焙技术
1应用范围：漏电流大或不稳定、阻值低或不稳定、器件增益低、继电器接触电阻大
2用途：确定表面或界面受潮和沾污
3方法：高温储存、高温反偏
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清洗技术
应用范围：离子沾污引起的表面漏电
用途：定性证明元器件受到表面离子沾污
方法：无水乙醇清洗
去离子水冲洗（可免去）
烘干
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烘焙和清洗技术的应用举例
彩电图像模糊的失效分析
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烘焙和清洗技术的应用举例
双极型器件的反向靠背椅特性是钝化层可动离子沾污的结果，可用高温反偏和高温储存来证实。
第四十二页，共八十二页。
失效分析的发展方向
失效定位成为关键技术
非破坏
非接触
高空间分辨率
高灵敏度
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无损