【正文】 效分析的核心和關(guān)鍵，對于確39。失效原因通常是指造成電子元器件失效的直接關(guān)鍵性因素，其判斷建立在失效模式判斷的基礎(chǔ)上。失效現(xiàn)場數(shù)據(jù)為確定電子元器件的失效原因提供了重要線索。而早期失效主要由工藝缺陷、原材料缺陷、篩選不充分引起。磨損失效主要由電子元器件自然老化引起。此外，根據(jù)元器件失效前或失效時(shí)所受的應(yīng)力種類和強(qiáng)度，也可大致推測失效的原因，加快失效分析的進(jìn)程。如原因的必要性、多樣性、相關(guān)性、可變性和偶然性，需要綜合多方面情況及元器件特點(diǎn)進(jìn)行。微觀過程可以追溯到原子、分子尺度和結(jié)構(gòu)的變化，但與此相對的是它遲早也要表現(xiàn)出一系列宏現(xiàn)（外在的）性能，性質(zhì)變化，如疲勞、腐蝕和過應(yīng)力等。要清楚地判斷元器件失效機(jī)理就必須對其失效機(jī)理有所了解和掌握。對于失效機(jī)理的研究和判斷需要可靠性物理方面的專業(yè)知識(shí)。當(dāng)然制定預(yù)防措施也應(yīng)考慮長遠(yuǎn)的手段和產(chǎn)品使用問題。模擬再現(xiàn)則要分折模擬的可能性和必要性，同時(shí)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，計(jì)算機(jī)模擬仿真也成為模擬再現(xiàn)的一個(gè)重要手段。只有在各個(gè)方面的團(tuán)結(jié)協(xié)作下，才能找到產(chǎn)品失效的真實(shí)原因，準(zhǔn)確判斷其失效機(jī)理，揭示引起產(chǎn)品失效的過程，起到改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)品固有可靠性和使用可靠性目的。 失效分析應(yīng)遵循先光學(xué)后電學(xué)、先面后點(diǎn)、先靜態(tài)后動(dòng)態(tài)、先非破壞后破壞、先一般后特殊、先公用后專用、先簡單后復(fù)雜、先主要后次要的基本原則，反復(fù)測試、認(rèn)真比較。主要失效模式及其分布電子元器件的種類很多，相應(yīng)的失效模式和失效機(jī)理也很多。與原材料、設(shè)計(jì)、制造、使用密切相關(guān)。為了通過物理、化學(xué)的方法分析失效發(fā)生的現(xiàn)象，理解和解釋失效機(jī)理，需要提供模型或分析問題的思維方法，這就是失效物理模型。：反應(yīng)論模型和應(yīng)力強(qiáng)度模型。進(jìn)一步確定導(dǎo)致失效的表面缺陷、體缺陷、結(jié)構(gòu)缺陷。電子元器件種類繁多，導(dǎo)致失效的機(jī)理也很多，不同失效機(jī)理對應(yīng)的失效摸式不一樣。 機(jī)械損傷機(jī)械損傷在電子元器件制備電極及電機(jī)系統(tǒng)工藝中經(jīng)常出現(xiàn)，如果在元器件的成品中，存在金屬膜的劃傷缺陷而末被剔除，則劃傷缺陷將是元器件失效的因素，必將影響元器件的長期可靠性。在硅上制作歐姆接觸時(shí)，鋁硅接觸系統(tǒng)為形成良好的歐姆接觸必須進(jìn)行熱處理，這時(shí)鋁與硅相連接是通過450550攝氏度熱處理后在分立的點(diǎn)上合金化形 成的。這就是在鋁膜加工過程中，發(fā)生由于硅的局部溶解而產(chǎn)生的鋁“穿刺”透入硅襯底問題的問題。 鋁金屬化再結(jié)構(gòu)由于鋁與二氧化硅或硅的熱膨脹系數(shù)不匹配，鋁膜的熱膨脹系數(shù)比二氧化硅或者硅大，黨元器件在間歇工作過程中，溫度變化或者高低溫循環(huán)試驗(yàn)時(shí)，鋁膜要受到張應(yīng)力和壓應(yīng)力的影響，會(huì)導(dǎo)致鋁金屬化層的再結(jié)構(gòu)。 金屬化電遷移當(dāng)元器件工作時(shí)，金屬互連線的鋁條內(nèi)有一定強(qiáng)度的電流流過，在電流作用下，金屬離子沿導(dǎo)體移動(dòng)，產(chǎn)生質(zhì)量的傳輸，導(dǎo)致導(dǎo)體內(nèi)某些部位產(chǎn)生空洞或晶須（小丘）這就是電遷移現(xiàn)象。一種是電場使金屬離子由正極向負(fù)扱移動(dòng)，一種是導(dǎo)電電子和金屬離子間互相碰撞發(fā)生動(dòng)量交換而使金屬離子受到與電子流方向一致的作用力，金屬離子由負(fù)極向正極移動(dòng)，這種作用力俗稱“電子風(fēng)”。產(chǎn)生電遷移失效的內(nèi)因是薄膜導(dǎo)體內(nèi)結(jié)構(gòu)的非均勻性，外因是電流密度。正離子聚積在負(fù)電極周圍，負(fù)離子聚積在正電極周圍，沾污嚴(yán)重時(shí)足以使硅表面勢壘發(fā)生相39。這些外表面可動(dòng)電荷的積累降低了表面電導(dǎo)，引起表面漏電和擊穿蠕變等；表面離子沾污還會(huì)造成金屬的腐濁，使電子元器件的電極和封裝系統(tǒng)生銹、斷裂。在電子元器件中，外引線及封裝殼內(nèi)的金屬因化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)作用引起電性能惡化直至失效，也是主要的失效機(jī)理。金屬在干燥氣體或無導(dǎo)電性的非水溶液中，單純由化學(xué)作用而引起的腐蝕就叫做化學(xué)腐蝕，溫度對化學(xué)腐蝕的影響很大。 金鋁化合物失效金和鋁兩種金屬，在長期儲(chǔ)存和使用后，因它們的化學(xué)勢不同，它們之間能產(chǎn)生金屬間化合物，如生成AuAl2，AuAl，Au2Al等金屬間化合物。AuAl3淺金黃色，AuAl2呈紫色，俗稱紫斑，是一種脆性的金屬間化合物，導(dǎo)電率低，所以在鍵合點(diǎn)處生成了AuAl間化合物之后，嚴(yán)重影響相惡化鍵合界面狀態(tài)，使鍵合強(qiáng)度降低，變脆開裂，接觸電阻增大等，因而使元器件出現(xiàn)時(shí)好時(shí)壞不穩(wěn)定現(xiàn)象，最后表現(xiàn)為性能退化或引線從鍵合界面處脫落導(dǎo)致開路。金的擴(kuò)散速度大于鋁的擴(kuò)散速度，結(jié)果出現(xiàn)了在金層—側(cè)留下部分原子空隙，這些原子空隙自發(fā)聚積，在金屬間化合物與金屬交界面上形成了空洞，這就是可肯德爾效應(yīng)，簡稱柯氏效應(yīng)?？率峡斩葱纬蓷l件首先是AuAl系統(tǒng)，其次是溫度和時(shí)間。銀遷移基本上市一種電化學(xué)現(xiàn)象，當(dāng)具備水分和電壓的條件時(shí)，必定會(huì)發(fā)生銀遷移現(xiàn)象。在銀離子穿過介質(zhì)的途中，銀離子被存在的濕氣和離子沾污加速，通常在離子和水中的氫氧離子間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成氫氧化銀，在導(dǎo)體之間出現(xiàn)乳白色的污跡，最后在陰極銀離子還原析出，形成指向陽極的細(xì)絲。也將造成電子元器件的損傷，這種電應(yīng)力就稱為過電應(yīng)力，其造成的損傷主要表現(xiàn)為元器件性能嚴(yán)重劣化或失去功能。在過電應(yīng)力作用下，電子元器件局部形成熱點(diǎn)，當(dāng)局部熱點(diǎn)溫度達(dá)到材料熔點(diǎn)時(shí)使材料熔化，形成開路或短路，導(dǎo)致元器件燒毀。凡是有雜質(zhì)濃度突變的元器件（如PN結(jié)等）都具有二次擊穿的現(xiàn)象，二次擊穿是一種體內(nèi)現(xiàn)象，對于雙極型器件，主要有熱不穩(wěn)定理論（熱模式）和雪崩注入理論（電流模式）兩種導(dǎo)致二次擊穿的機(jī)理。 閂鎖效應(yīng)閂鎖效應(yīng)是CMOS電路中存在的一種特殊的失效機(jī)理。在CMOS電路正常工作狀態(tài)時(shí)，寄生晶體管處于截止?fàn)顟B(tài)。這種強(qiáng)電流一開始流動(dòng)，即使除去外來觸發(fā)信號也不會(huì)中斷，只有關(guān)斷電源或?qū)㈦娫措妷航档侥硞€(gè)值以下才能解除，這種現(xiàn)象就是CMOS電路的閂鎖效應(yīng)。電子元器件由靜電放電引發(fā)的失效可分為突發(fā)性失效和潛在性失效兩種模式，突發(fā)性失效是指元器件受到靜電放電損傷后，突然完全喪失其規(guī)定的功能，主要表現(xiàn)為開路、短路或參數(shù)嚴(yán)重漂移；潛在性失效是指靜電放電電能量較低，僅在元器件內(nèi)部造成輕微損傷，放電后元器件的電參數(shù)仍然合格或略有變化，但元器件的抗過電應(yīng)力能力已明顯削弱，或者使用壽命已明顯縮短，再受到工作應(yīng)力或經(jīng)過一段時(shí)間工作后將進(jìn)一步退化，直至造成徹底失效。過電壓場致失效是指高阻抗的靜電放電回路中，絕緣介質(zhì)兩端的電極因接受了高靜電放電電荷而呈現(xiàn)高電壓，有可能使電極之間的電場超過其介質(zhì)臨界擊穿電場，使電極之間的介質(zhì)發(fā)生擊穿失效，過電壓場致失效多發(fā)生于MOS元器件，包括含有MOS電容的雙極型電路和混合電路；過電流熱致失效是由于較低阻抗的放電回路中，由于靜電放電電流過大使局部區(qū)域溫升超過材料的熔點(diǎn)，導(dǎo)致材料發(fā)生局部熔融使元器件失效，過電流熱致失效多發(fā)生于雙極元器件，包括輸人用PN結(jié)二極管保護(hù)的MOS電路、肖特基二極管以及含有雙極元器件的混合電路。自愈式擊穿是局部點(diǎn)擊穿后，所產(chǎn)生的熱量將擊穿點(diǎn)處的金屬蒸發(fā)掉，使擊穿點(diǎn)自行與其他完好的介質(zhì)隔離；毀壞性擊穿是金屬原子徹底侵入介質(zhì)層，使其絕緣作用完全喪失。無論是非本征擊穿還圮本征擊穿，按其本質(zhì)來看，則均可能歸結(jié)于電擊穿、熱擊穿或熱點(diǎn)反饋造成的熱電擊穿。它的擊穿機(jī)理，可以分為兩個(gè)階段：第一階段是建立階段，在高電場、高電流密度應(yīng)力的作用下，氧化層內(nèi)部發(fā)生電荷的積聚，積累的電荷達(dá)到某一程度后，使局部電場增高到某一臨界值；第二階段實(shí)在熱或電的正反饋?zhàn)饔孟拢杆偈寡趸瘜訐舸?，氧化層的壽命由第一階段中電荷的累計(jì)時(shí)間確定。熱載流子的能量達(dá)到或超過SiSiO2界面勢壘的能量時(shí)，便會(huì)注入到SiO2中去，產(chǎn)生界面態(tài)、氧化層陷阱或被氧化層中陷阱所俘獲，由此產(chǎn)生的電荷積累引起元器件電參數(shù)不穩(wěn)定?！氨谆ㄐ?yīng)”“爆米花效應(yīng)”是指塑封元器件塑封材料內(nèi)的水汽在高溫下受熱膨脹，是塑封料與金屬框架和芯片間發(fā)生分層效應(yīng)，拉斷鍵合絲，從而發(fā)生開路失效。電子元器件的封裝材料（如陶瓷管殼，作樹脂填充劑的石英粉等）中含有微量元素鈾等放射性物質(zhì)，它們衰變時(shí)會(huì)放出高能射線。引起軟誤差的根本原因是射線的電離效應(yīng)?！黝悇e：按照制造電阻所用的材料劃分,有金屬膜電阻,金屬膜氧化電阻,繞線電阻,精密合金電阻,玻璃釉電阻等。△表示法：有文字和色環(huán)兩種表示方法，文字表示是將電阻的參數(shù)直接標(biāo)在電阻體上，色環(huán)標(biāo)稱是近幾年來因適應(yīng)電子自動(dòng)化裝配而廣泛采用的。~2倍,以留有余量.△可變電阻：又稱電位器,用于可變衰減,分壓調(diào)節(jié)等場合.△敏感電阻：常有熱敏、壓敏、光敏、磁敏等,它是非線性元件,能將其他物理量轉(zhuǎn)化為電量,:△電感器是一種儲(chǔ)存磁場能的元件,可用于濾波、振蕩、耦合、磁電轉(zhuǎn)換、阻抗匹配、高壓發(fā)生等場合?！麟姼衅饔凶愿?、互感之分：自感包括高頻阻流圈、低頻阻流圈、例如日光燈鎮(zhèn)流器。電容器:△作用：電容器是儲(chǔ)存電場能的元件?；締挝皇欠ɡ璅,常用單位有微法μF、皮法pF。無機(jī)介質(zhì)電容器包括瓷介電容、獨(dú)石電容、云母電容。氣體介質(zhì)電容器如空氣電容器。對于無機(jī)介質(zhì)及高頻有機(jī)薄