【正文】 構(gòu)經(jīng)常表現(xiàn)為鋁金屬化層表面粗糙甚至表面發(fā)黑，顯微鏡下可見到表面小丘、晶須或皺紋等。結(jié)穿刺經(jīng)常導(dǎo)致PN結(jié)短路失效。在該合金化溫度范圍內(nèi)，硅在鋁的固溶度很大，但鋁在硅中的固溶度要低很多，固溶度之差導(dǎo)致界面上的硅原子凈溶解在鋁中，同時(shí)界面上的鋁也擴(kuò)散到硅中填充硅中的空位。.2結(jié)穿刺（結(jié)尖峰）結(jié)穿刺即指PN結(jié)界面處為一導(dǎo)電物所穿透。甚至相問的失效機(jī)在不同電子元器件導(dǎo)致的失效模式都不一樣，因此需要在失效分析時(shí)認(rèn)真對(duì)待,嚴(yán)格區(qū)分。確定電學(xué)、金屬學(xué)、化學(xué)及電磁學(xué)方面的機(jī)理。失效機(jī)理是電子元器件失效的物理或化學(xué)本質(zhì)，從研究原始缺陷或退化進(jìn)入失效點(diǎn)的物理過程。元器件的失效物理模型大致分為反應(yīng)論模型、應(yīng)力強(qiáng)度模型、界限模型、耐久模型、積累損傷（疲勞損傷）。下圖給出了一些電子元器件現(xiàn)場(chǎng)使用失效模式及其分布的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果：失效機(jī)理是指引起電子元器件失效的實(shí)質(zhì)原因，（容易變化和劣化的材料的組合）或制造工藝中形成的潛在缺陷，在某種應(yīng)力作用下發(fā)生的失效及其機(jī)理。總體來說，電子元器件的失效主要是在產(chǎn)品的制造，試驗(yàn)，運(yùn)輸，儲(chǔ)存和使用等過程中發(fā)生的。同時(shí)結(jié)合電子元器件結(jié)構(gòu)、工藝特點(diǎn)進(jìn)行分析，避免產(chǎn)生錯(cuò)判、誤判。另外，為了得到一個(gè)成功的失效分析結(jié)果，避免犯一些常見的錯(cuò)誤，所有可能涉及失效現(xiàn)象處理的人，都應(yīng)該具備—些處理故障現(xiàn)象的基本知識(shí)。失效分析是一個(gè)復(fù)雜的、制造工程師、使用工程師的密切配合。以及工程上的可行性、經(jīng)濟(jì)性等方面。 措施得力，模擬再現(xiàn)，舉一反三措施得力，模擬再現(xiàn)，舉一反三是建立在前面對(duì)失效模式、失效原因和失效機(jī)理深入分折和準(zhǔn)確把握的基礎(chǔ)上。如在集成電路中金屬化互連系統(tǒng)可能存在著電遷移和應(yīng)力遷移失效，這兩種失效的物理機(jī)制是不同的，產(chǎn)生的應(yīng)力條件也是不同的。它是導(dǎo)致電子元器件發(fā)生失效的物理、化字或機(jī)械損傷過程。失效機(jī)理是對(duì)失效的內(nèi)在本質(zhì)、必然性和規(guī)律性的研究，是人們對(duì)失效內(nèi)在本質(zhì)認(rèn)識(shí)的理論提高和升華。 機(jī)理清楚失效機(jī)理是指失效的物理、化學(xué)變化過程。如表：然而失效原因的確定是相當(dāng)復(fù)雜的,其復(fù)雜性表現(xiàn)為失效原因具有的一些特點(diǎn)。根據(jù)失效發(fā)生期，可估計(jì)失效原因，加快失效分析的進(jìn)度。隨機(jī)失效主要由整機(jī)開關(guān)時(shí)的浪涌電流、靜電放電、過電損傷引起。失效可分為早期失效、隨機(jī)尖效和磨損失效。通過失效原因的分析判斷，確定造成失效的直接關(guān)鍵因素處于設(shè)汁、材料、制造工藝、使用及環(huán)境的哪―環(huán)節(jié)。定失效機(jī)理，提出預(yù)防措施具有總要的意義。如樣品經(jīng)可靠性試驗(yàn)而失效，需了解樣品經(jīng)受實(shí)驗(yàn)的應(yīng)力種類和時(shí)間失效發(fā)生期包括：失效樣品的經(jīng)歷、失效時(shí)間、失效發(fā)生的階段，如研制、生產(chǎn)、測(cè)試、試驗(yàn)、儲(chǔ)存、使用等。失效環(huán)境包括：溫度、濕度、電源環(huán)境，元器件在電路圖上的位置、作用，工作條件和偏置狀況。例如,失效現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)表明，工作人操作無誤，供電系統(tǒng)正常，而整機(jī)上的器件出現(xiàn)了早期失效，說明元器件生產(chǎn)廠應(yīng)對(duì)元器件失效負(fù)責(zé)，應(yīng)負(fù)責(zé)整改，排除工藝缺陷，提高產(chǎn)品可靠性。失效現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)反映了失效的外部環(huán)境，對(duì)確定失效的責(zé)任方有重要意義。模式準(zhǔn)確，就是要將失效的性質(zhì)和類型判斷準(zhǔn)確。 模式準(zhǔn)確如前所述，失效模式是指失效的外在直觀失效表現(xiàn)形式和過程規(guī)律，通常指測(cè)試或觀察到的失效現(xiàn)象、失效形式。因此，根據(jù)失效分析的目的與實(shí)際，選擇合適的分析技術(shù)與方法，從大到小，從外到內(nèi)，從非破壞到破壞，從定性到定量，使失效分析迅速、準(zhǔn)確、可靠。隨著科技的發(fā)展各種新材料、新器件也不斷出現(xiàn)，對(duì)失效分析的要求也越來越高；用于失效分析的新技術(shù)，新方法和新設(shè)備也越來越多。提出消除產(chǎn)生失效的辦法和建議，及時(shí)地反饋到設(shè)計(jì)、工藝、使用單位等各個(gè)方面，以便控制乃至完全消除失效的主要失效模式的出現(xiàn)。如存可能, 更應(yīng)以分子、原了學(xué)觀點(diǎn)加以闡明或解釋。通過反復(fù)驗(yàn)證，確定真實(shí)的失效原因，以電子元器件失效機(jī)理的相關(guān)理論為指導(dǎo)。 研究失效機(jī)理對(duì)于失效機(jī)理的研究是非常重要的，需要更多的技術(shù)支撐。對(duì)一個(gè)復(fù)雜的失效，需要根據(jù)失效元器件和失效模式列出所有可能導(dǎo)致失效的原因，確定正確的分析次序，并且指出哪里需要附加的數(shù)據(jù)來支撐某個(gè)潛在性因素。 判斷失效原因根據(jù)失效模式，失效元器件的材料性質(zhì)、制造工藝?yán)碚摵徒?jīng)驗(yàn)，結(jié)合觀察到的相應(yīng)失效部位的形狀、大小、位置、顏色以及化學(xué)組成、物理結(jié)構(gòu)、物理特性等因素，參照失效發(fā)生的階段、失效發(fā)生時(shí)的應(yīng)力條件和環(huán)境條件，提出可能的導(dǎo)致失效的原因。根據(jù)測(cè)試、觀察到的現(xiàn)象與效應(yīng)進(jìn)行初步分析，確定出現(xiàn)這些現(xiàn)象的可能原因，或者與失效樣品的哪一部分有關(guān)；同時(shí)通過立體顯微鏡檢查，觀察失效樣品的外觀標(biāo)志是否完整，是否存在機(jī)械損傷，是否有腐蝕痕跡等；通過電特性試，；利用金相顯微鏡和掃描電子顯微鏡等設(shè)備觀察失效部位的形狀，大小，位置，顏色，機(jī)械和物理結(jié)構(gòu)，物理特性等，準(zhǔn)確的描述失效特征模式。 確定失效模式失效的表面現(xiàn)象或失效的表現(xiàn)形式就是失效模式。 明確分析對(duì)象失效分析首先是要明確分析對(duì)象及失效發(fā)生的背景。因此，失效分析的主要內(nèi)容包括：明確分析對(duì)象。進(jìn)行失效分析往往需要進(jìn)行電測(cè)量并采用先進(jìn)的物理、冶金及化學(xué)的分析手段。通過失效分折，可鑒別失效模式，弄清失效機(jī)理，提出改進(jìn)措施，并反饋到使用、生產(chǎn)中，將提高元器件和設(shè)備的可靠性。改進(jìn)元器件和整機(jī)的測(cè)試，試驗(yàn)條件及程序，甚至以此更換不合格的元器件供貨商。元器件生產(chǎn)廠改進(jìn)器件的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝。失效分折可糾正設(shè)計(jì)和研制中的錯(cuò)誤，縮短研制周期；在電子器件的生產(chǎn)，測(cè)試和試用階段，失效分析可找出電子元器件的失效原因和引起電子元件失效的責(zé)任方。失效分折是產(chǎn)品可靠性工程的一個(gè)重要組成部分，失效分析廣泛應(yīng)用于確定研制生產(chǎn)過程中產(chǎn)生問題的原因，鑒別測(cè)試過程中與可靠性相關(guān)的失效，確認(rèn)使用過程中的現(xiàn)場(chǎng)失效機(jī)理。參考文獻(xiàn)王開建、李國良等，電子器件失效分析【J】.半導(dǎo)體學(xué)報(bào)，2006，27（1）:295298楊興、劉玉寶，微電子器件的失效分析【J】.LSI制造與測(cè)試，1999,11(4):5659第二篇：電子元器件失效分析電子元器件失效分析，提出改進(jìn)設(shè)計(jì)和制造工藝的建議。更重要的，失效性分析離不開我們每個(gè)人的工作。五、失效分析在警用設(shè)備中應(yīng)用的重要性作為保障警用設(shè)備可靠性、保證警用設(shè)備正常工作，防止設(shè)備失效而對(duì)社會(huì)和人身造成傷害，每一個(gè)設(shè)備生產(chǎn)工程師都應(yīng)具備一定素質(zhì)。 繼電器：觸點(diǎn)飛弧放電粘結(jié)原因：鍵結(jié)合點(diǎn)外圍回路有線圈，線圈產(chǎn)生大的電動(dòng)勢(shì)時(shí)，且當(dāng)鍵間有水氣，會(huì)發(fā)生觸點(diǎn)飛弧放電，造成粘結(jié)。 ：電阻器最容易失效于阻值增大；開路 原因：受潮，發(fā)生電腐蝕，過電應(yīng)力。若多片良品檢測(cè)沒問題，說明是使用者使用不當(dāng)導(dǎo)致。4）責(zé)任：確定失效責(zé)任方：進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，測(cè)閂鎖的能力，看觸發(fā)的電流值，越大越好，至少要大于datasheet或近似良品的值在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)的。開封發(fā)現(xiàn)電源線中間斷（中間散熱慢，兩端散熱快），因?yàn)閿嚅_，相當(dāng)于并聯(lián)電阻少了一個(gè)電阻，電流減小。四、失效分析的應(yīng)用以上是失效分析的概念問題，下面講講失效分析的實(shí)際應(yīng)用： 例如一個(gè)EPROM在使用后不能讀寫的分析 1）先不要相信使用者的話，進(jìn)行一系列復(fù)判。需要確定元器件中某一部分的成分即需要用到成分分析技術(shù)，以判斷是否存在污染，或組份是否正確，而影響了元器件的性能。因此，可以模擬各種環(huán)境參數(shù)，來驗(yàn)證元器件各種應(yīng)力下的可靠性。現(xiàn)為分析技術(shù)一般采用各種顯微鏡，且它們個(gè)具有優(yōu)缺點(diǎn)，如景深大成像立體感強(qiáng)的體式顯微鏡；平面成像效果好的金相顯微鏡；放大倍數(shù)高的SEM；制樣要求高可觀察到晶格結(jié)構(gòu)的TEM；成像精度不高但操作方便的紅外顯微鏡；成像精度較高的光輻射顯微鏡等，要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)備和方法的選擇。打開封裝可以使用機(jī)械和化學(xué)兩種方法，去鈍化層可使用化學(xué)腐蝕或等離子腐蝕。未解決大部分失效分析，都需要采用解剖分析技術(shù)，即對(duì)樣品的剖層分析，陰氣不對(duì)觀察和測(cè)試部分存在破壞。SAM則可觀察到內(nèi)部裂紋，分層缺陷，空洞，氣泡，空隙等，若XRAY，SAM不能檢測(cè)到失效部位，則需要對(duì)元器件進(jìn)行開封，而后用其他方法定位。XRAY可用于觀察元器件及多層印刷電路板的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，內(nèi)引線的是否開路或短路，粘接缺陷，焊點(diǎn)缺陷，封裝裂紋，空洞、橋連、立碑及器件漏裝等缺陷。： 失效定位技術(shù)的主要目的是確定檢測(cè)目標(biāo)的失效部位，隨著現(xiàn)代集成電路及電子器件的復(fù)雜化，失效定位技術(shù)就顯得尤為重要。：艾林模型與列尼烏茲模型相比可以考慮溫度以外的更多應(yīng)力的影響，同時(shí)潛在的可以考慮這些不同類型應(yīng)力之間的相互作用。產(chǎn)品的失效依據(jù)其是否具有損傷的時(shí)間累積效應(yīng)而被分為過應(yīng)力失效和損耗性失效，所以與時(shí)間相關(guān)的失效模型定量地描述了產(chǎn)品隨時(shí)間的損傷積累狀況，在宏觀上表現(xiàn)為性能或是參數(shù)隨時(shí)間的退化。：塑封元器件塑封料內(nèi)的水汽在高溫下受熱膨脹，使塑封料與金屬框架和芯片間發(fā)生分層反映