电感器失效分析,喷粉盐雾试验
失效的分类
在实际使用中,可以根据需要对失效做适当的分类。
按失效模式,可以分为开路、短路、无功能、特性退化(劣化)、重测合格;
按失效原因,可以分成误用失效、本质失效、早期失效、偶然失效、耗损失效、自然失效;
按失效程度,可分为完全失效、部分(局部)失效;
按失效时间特性程度及时间特性的组合,可以分成突然失效、渐变失效、间隙失效、稳定失效、突变失效、退化失效、可恢复性失效;
按失效后果的严重性,可以分为致命失效、严重失效、轻度失效;
按失效的关联性和独立性,可以分为关联失效、非关联失效、独立失效、从属失效;
按失效的场合,可分为试验失效、现场失效(现场失效可以再分为调试失效、运行失效);
按失效的外部表现,可以分为明显失效、隐蔽失效。
3.失效机理与失效模式
电子元器件的失效主要是在产品的制造、试验、运输、存储和使用等过程中发生的,与原材料、设计、制造、使用密切相关。电子元器件的种类很多,相应的失效模式和机理也很多。失效机理是器件失效的实质原因,说明器件是如何失效的,即引起器件失效的物理化学过程,但的是它迟早也要表现出的一系列宏观性能、性质变化,如疲劳、腐蚀和过应力等。我们可以根据不同的失效机理确定相应的失效模型,对电子元器件进行失效分析。从现场失效和试验中去收集尽可能多得信息(包括失效形态、失效表现现象及失效结果等)进行归纳和电子元器件的是失效模式,分析和验证失效机理,并针对失效模式和失效机理采取有效措施,是不断提高电子元器件可靠性水平的过程。
电子元器件的主要失效机理有:
(1)过应力(EOS):是指元器件承受的电流、电压应力或功率超过其允许的大范围。
(2)静电损伤(ESD):电子器件在加工成产、组装、贮存以及运输过程中,可能与带静电的容器、测试设备及操作人员相接触,所带静电经过器件引脚放电到地,使器件收到损伤或失效。
(3)闩锁效应(latch-up):MOS电路中由于寄生PNPN晶体管的存在而呈现一种低阻状态,这种低阻状态在触发条件去除或终止后仍会存在
(4)电迁移(EM):当器件工作是,金属互联线内有一定的电流通过,金属离子会沿导体产生质量的运输,其结果会使导体的某些部位出现空洞或晶须。
(5)热载流子效应(HC):热载流子是指能量比费米能级大几个kT以上的载流子。这些载流子与晶格不处于热平衡状态,当其能量达到或超过Si-SiO2界面势垒时(对电子注入为3.2eV,对空穴注入为4.5eV)便会注入到氧化层中,产生界面态、氧化层陷阱或被陷阱所俘获,使氧化层电荷增加或波动不稳,这就是热载流子效应。
(6) 栅氧击穿:在MOS器件及其电路中,栅氧化层缺陷会导致栅氧漏电,漏电增加到一定程度即构成击穿。
(7)与时间有关的介质击穿(TDDB):施加的电场低于栅氧的本征击穿强度,但经历一定的时间后仍会发生击穿现象,这是由于施加应力的过程中,氧化层内产生并聚集了缺陷的原因。
(8)由于金-铝之间的化学势不同,经长期使用或200以上的高温存储后,会产生多种金属间化合物,如紫斑、白斑等。使铝层变薄、接触电阻增加,后导致开路。在300高温下还会产生空洞,即柯肯德尔效应,这种效应是高温下金向铝中迅速扩散并形成化合物,在键合点四周出现环形空间。使铝膜部分或全部脱离,形成高阻或开路。