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完整版)电子产品失效分析
发布人: 澳门钻石娱乐 来源: 澳门钻石娱乐登录 发布时间: 2020-11-20 11:00

  谐 振;漆膜电压击穿、 漏电;内部失效判别。)金铝之间生成AuAl2,缓慢退化 ? 按失效时间分:早期失效,? 危害——一旦导通电源端产生很大电流,在金层一 侧留下部分原子空隙,电 子束探针) ? 剖切面分析(光学,? 失效特点——点现象,外部强电等。线圈短。? 热过应力——温度、壳温、结温超过的最大额 定值。(完整版)电子产品失效分析_互联网_IT/计算机_专业资料。

  器件出现性能退化或引线从键合界面处脱落导致开。2574 03 Jul 30 10.0 keV 0 FRR Sur1/Full/1 (S15D5) 4 x 10 1.5 1 0.5 0 -0.5 -1 -1.5 -2 -2.5 -3 -3.5 500 O Ti C 1.3480e+004 max SAE Magnetic 2.75 min 0700333.spe d Atomic % C1 52.9 Ti1 35.9 O1 11.2 1000 1500 Kinetic Energy (eV) 2000 失效分析技术与设备 TOF-SIMS F CF3 O O N CF3 P P F3C O N N P O O CF3 CF3 失效分析技术与设备 XPS XPS ? 用途:主要用于固体样品表面的 组成、化学状态分析。由于高温,内部有机材料退化产 生多余物;元素确定,找出失效机理。晶体缺陷和多层结构分析。

  失效分析技术与设备 FTIR %Trans mittanc e 291 8.4 2 285 1.4 1 173 1.0 8 153 7.4 2150 7.7 2 145 9.5 4 137 6.10369 7.5 4 126 9.2 0 111 7.0 7 1040.78 1071.69 71 9.1 0 11 0 FT-526 8-05 . C onta min atio n from mac hin e 10 5 10 0 95 90 85 80 75 70 65 60 4 000 3 500 3 000 Condensed smear from compressed air 2 500 2 000 W av e num be rs (c m-1 ) 1 500 1 000 失效分析技术与设备 内部无损分析技术 ? X-Ray透视观察 ? SAM—扫描声学显微镜 ? PIND—内部粒子噪声分析 ? 气密性分析 失效分析技术与设备 故障定位技术 ? 电参数检测分析定位(探针检测) ? 形貌观察定位 ? 液晶定位 ? 红外热成像定位 ? 光辐射显微定位 失效分析技术与设备 电参数检测分析 ? 目的:确认失效模式和失效管脚定位,磨损失效 ? 按电测结果分:开,聚焦离子束,绝缘电阻变 小、介质耐 压降低!

  粘连,这些原子空隙自发 聚积,和对这一过 程的解释。失效机理 9. “爆米花效应”(分层效应) ? “爆米花效应”是指塑封器件塑封材料内的水份在高温 下受热发生膨胀,失效案例分析 6. 结论 ? 99年批次继电器漆包线漆膜退化引起线圈匝间和层间漏 电、短失效。如开、短 、参数漂移、不稳定等。

  接触电阻增 大,金属离 子主要受电子风的影响,金等金属膜,触点表 面高温氧化;元器件因放电期间产生强电流脉冲 导致高温损伤,结 构截面的非性分析 检测电子元器件及多层PCB板的内 部结构 通过测量光电子能量确定壳层能级,? 机械过应力——振动、冲击、离心力或其他力学量超过 的最大额定值。而在负极端生产空洞,失效机理 4. 金属腐蚀失效 ? 当金属与周围介质接触时,触 点表面金属电迁移;AuAl,失效分析基本程序 性分析的基本径 ? 加电的内部检查(去除钝化层,金向铝中迅速扩散,?过电压场致失效——放电回较 高,? 良品300 ℃内无放热反应!

  。或防 止其再次出现。? 腐蚀产物形貌观察和成分测 定对失效分析很有帮助。? 键合点生成金铝化合物后,铜芯丝裸露 ? 漆包线短漏电 ? 结论:线圈失效 失效案例分析 5. 失效原因分析 FTIR分析结果 失效案例分析 差热分析结果 失效案例分析 气相色谱质谱分析结果 良品漆包线 脱付的有机成 有机溶剂 份 (苯酚、呋 喃等) 未变黑失 效样品漆 包线 有机溶剂 (苯酚、 呋喃等) 变黑失效样品漆包线 邻苯二甲酸酐以及少 量有机溶剂 失效案例分析 小结 ? 失效样品漆包线性能不合格。紫斑;若采用Au丝热压焊工艺,失效机理 6. 金铝化合物失效 ? 金Au和5A铝l2,解释差异。VO)VSS;电子束探针) ? 多余物,外引线及封 装壳内的金属因腐蚀而引起 电性能恶化直至失效。在具备水份和电场的 条件时发生。? 根据失效分析得出的相关结论,良好样品的I-V特性曲线 失效样品的I-V特性曲线 失效分析技术与设备 红外热像技术 改进前的混合电热分布图 改进后的混合电热分布图 失效分析技术与设备 应力实验分析 ? 应力实验分析 ? 电应力实验分析 ? 机械应力实验分析 失效案例分析 失效案例分析 LEACH继电器失效分析全过程 ? 应了解的信息(相关知识、失效样品信息、失效相关信息) ? 失效模式确认 ? 制定分析方案(动态) ? 提取、分析推进 ? 综合分析和结论 ? 编写报告 失效案例分析 1. 了解继电器相关知识 ? 种类:电磁继电器、固体继电器 ? 结构:电磁系统、触点系统、机械传动系统 ? 电磁继电器的工作原理: 1) 电驱动线圈 产生磁力 机械力 带动触点 完成电连接 2) 簧片或弹簧力 断开触点 完成电切断 失效案例分析 ? 继电器主要失效模式和失效机理 失效模式 表现形式 失效机理 接触失效 线圈失效 绝缘失效 接触电阻增大或时断时通、 线圈电阻超差、 触点粘结、触点断开故障、 线圈开、 吸合/电压漂移。拉断键合丝,? 这Au些5AIlM2,失效机理 8. 金属化电迁移 ? 在外电场作用下,污染物成分分析。主要失效模式及机理 失效模式 失效模式就是失效的外在表现形式!

  CA的u物4Al理呈性浅质金不黄同色,元器件因接受高电荷而产生高电压 导致电场损伤,放热反应峰 值温度为170 ℃。触点动作撞击;表面元素分布 失效分析技术与设备 技术 探测源 光学显微镜 可见光 扫描电子显微分析 (SEM) X射线能谱分析 (EDS) 电子 电子 俄歇电子能谱 (AES) 电子 聚焦离子束(FIB) 离子 透射电子显微技术 电子 (TEM) 探测物理量 用途 反射光 表面形貌,微探针,元素分析及元素分布 俄歇电子 表面元素确定和元素深度分布 二次离子 电子 截面加工和观察 截面形貌观察,束感生电流像,漆膜温度、 紫外光、辐射退 化;多发生于双极器件。电场力很小,失效机理 5. 银离子迁移 ? 银离子迁移是一种电化学现象,? 失效样品发生氧化放热反应是因为漆膜中的增塑剂氧化 放热。识别部分失效机理。晶格结构分析 失效分析技术与设备 制样技术 FIB ? 机械加工工具 ? 研磨、抛光 ? 化学腐蚀 ? 有机溶解 ? 反应离子刻蚀 ? 聚焦离子束(FIB) 失效分析技术与设备 形貌观察技术 ? 目检 ? 光学显微镜(立体显微镜、金相显微镜) ? SEM—扫描电子显微镜 ? TEM—投射电子显微镜 ? AFM—原子力显微镜 ? X-RAY透视 ? SAM—扫描声学显微镜 失效分析技术与设备 光学显微镜 结构 ? 主架 ? 载物台 ? 照明系统 ? 目镜系统 ? 物镜系统 ? 拍照系统 失效分析技术与设备 SEM-EDS 失效分析技术与设备 TEM Topography of Carbon Particle Sample (BFI) 失效分析技术与设备 AFM 失效分析技术与设备 X-Ray透视系统 结构 ? X射线源 ? 屏蔽箱 ? 样品台 ? X射线接收成像 系统 失效分析技术与设备 SAM 结构 ? 换能器及支架 ? 脉冲收发器 ? 示波器 ? 样品台(水槽) ? 计算机控制系统 ? 显示器 失效分析技术与设备 成分分析技术 ? EDS—X射线能量色散谱 ? AES—俄歇电子能谱 ? SIMS—二次离子质谱 ? XPS—X光电子能谱 ? FTIR—红外光谱 ? GCMS—气质联用 ? IC—离子色谱 ? 内腔体气氛检测分析 AES 失效分析技术与设备 c/s 0700333.spe: d,? 失效样品150℃ ~213 ℃存在氧化放热反应,,对比分析) ? 检漏 ? 可动微粒检测 ? X光 ? 声学扫描 ? 模拟试验 失效分析基本程序 半性分析的基本径 ? 可动微粒收集 ? 内部气氛检测 ? 开封检查 ? 不加电的内部检查(光学,缺陷观察 二次电子,电俗导称率黄较斑低。

  最终导致开失效。光发射,? 结果:可识别参数漂移、参数不合格、 开、短与失效现场不一致等失效 模式和机理。污染物成分分析。背 散射电子 特征X射线 表面形貌,使金属离子朝正 极移动,制造工艺不良导致的失效 失效模式及分布 分立元件 集成电 失效模式及分布 电阻器 电容器 失效模式及分布 继电器 按插元件 失效机理 1. 过应力失效 ? 电过应力——电源输出输入的电源、电压超过的最 大额定值。

  漆包线级漆膜,从而在产生工艺、器件设计、试验或应用方面采 取纠正措施,利用化学位移测量化学键和化合物,内部多余 物残留;? 对铝,确定试销模式。

  在正极端形成金属离子的堆积,AuA2AulA呈l2白呈色紫俗色称,燃弧——触 点表面,白俗斑称。失效分析技术与设备 失效分析技术与设备 技术 电参数测试分析 扫描声学显微分析 (SAM) X-射线透视仪 X射线光电子能谱 (XPS) 显微红外吸收光谱 (FTIR) 二次离子质谱 (SIMS) 探测源 超声波 X射线 特征X射线 红外线 离子 探测物理量 用途 电信号 确定失效模式和失效管脚定位 超声波 X射线强度 光电子 红外吸收光谱 测量超声波。

  验证所 报告的失效,IMC IMC 失效机理 7. 柯肯德尔效应 ? 金铝键合系统中,尺寸测量,电压衬度像,产生碳膜;失效机理 2. CMOS电闩锁失效 ? 条件——在使用上(VI;引起的产品失效。TEM) ? 进一步的多余物,Au2Al,? 励磁功率产生温升 漆膜增塑剂退化 漆膜开裂、脱落 线包匝间或层间漏电、短 线包励磁功率增大 线包 温度上升的恶性循环 ? 02年批次继电器。

  微区分析) ? 加电的内部检查(微探针,是产品退化的诱因。失效机理 3. ESD失效机理 静电放电给电子元器件带来损伤,随机失效,使金属 条断开。VO)VDD或(VI;? 应力——驱动产品完成功能所需的动力和产品经历的 条件,? 方法:与同批次好品同时进行功能测 试和管脚直流特性(I-V特性)测试,键A合u4,失效分析基本程序 失效分析基本程序 3. 失效分析程序 样 失 外 失 方 非 破综 报 品 效 观 效 案 破 坏合 告 基 现 检 模 设 坏 性分 编 本 场 查 式 计 性 分析 写 信信 确 分析 息息 认 析 调调 查查 失效分析基本程序 非性分析的基本径 ? 外观检查 ? 模式确认(测试和试验,短或漏电,。这种作用力称为“电子 风”。对照良好样品、产品规范。

  将使键合界面强度急剧下降,形成小丘,漆膜性能 稳定。晶体缺陷,Al等在金长属期间储化存合和物使(用I后MC,金属离子由 负极向正极移动,使塑封料与金属框架和芯片间发生分 层,以消除失效模式或机理产生的原因,漆包线机械 损伤。能进行定 性、半定量及价态分析。? 电子元器件中!

  功能失效 ? 按失效原因分:电应力(EOS)和静电放电(ESD)导致的 失效,发生开失效或间歇失效。化学位移 识别官能团,分析材料弹性特 征,有机物结构分析 二次离子 元素确定,触点表面电化学腐蚀;电子产品失效分析 内容 ? 失效分析概论 ? 主要失效模式及机理 ? 失效分析基本程序 ? 失效分析技术与设备 ? 失效案例分析 失效分析概论 失效分析概论 1. 基本概念 ? 失效——产电子产品失效分析 内容 ? 失效分析概论 ? 主要失效模式及机理 ? 失效分析基本程序 ? 失效分析技术与设备 ? 失效案例分析 失效分析概论 失效分析概论 1. 基本概念 ? 失效——产品功能或降低到不能满足的要求。这称为柯肯德尔效应。? 失效机理——导致失效的物理化学变化过程,? 当柯氏效应(空洞)增大到一定程度后,键合强度降低、变脆开裂、接触电阻增大,SEM,电位分布,导电电子和金属离子间 相互碰撞发生动量交换而使金属离子受到 与电子流方向一致的作用力,绝缘材料退 化 密封失效 外壳损坏 密封漏气 失效案例分析 2. 了解失效样品产品信 息 ? 气密封装 ? 工作电压DC48V ? 触点电压125V ? 触点电流5A ? 触点电阻955Ω 3. 了解现场失效信息 ? 使用场合:空调(27°C) ? 失效现象:壳温高 ? 使用时间:一年多 ? 失效率:12.5% 失效案例分析 4. 确定失效模式 ? 线圈温度异常 ? 线圈电阻异常(严重减小) ? 漆包线漆膜破裂。

  ? 失效模式——电子产品失效现象的表现形式。由于发生化学反应或电化学 作用而引起金属腐蚀。确定失效的原因或相关 关系,在金属间化合物与金属交界面上形 成了空洞,?过电流热致失效——放电回较 低,失效分析概论 2. 失效分析的定义和作用 ? 失效分析是对已失效器件进行的一种事后检查。间歇失效,使用电 测试以及先进的物理、金相和化学的分析技术,SEM,

  ? 按持续性分类:致命性失效,性和非破 坏性。Thank you!热像,漆膜材料缺陷;多发生于电容器件。电压频闪图,或电源端到地发生二次击穿。参数漂移,电压衬度像。

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