PCBA及电子元器件失效分析

dancemonkey

在电子技术发展迅速的同时，集成电路也广泛的应用在各个领域，因此人们也同时针对集成电路有了越来越严格的质量要求，所以在集成电路的安全性与元器件的失效分析有着不可或缺的至关重要的作用。而集成度不断上升和工艺尺寸的不断缩小的同时，电子元件失效分析的难度也逐渐增加。

电子元器件分析基本原则及主要步骤

. G; }) W$ ~* F- E. m' L

因为有一部分的分析程序带有一定的破坏性，而且步骤是不可逆的。所以在对电子元件进行失效分析的时候每一道程序都要严加小心，防止出现不必要的错误，造成更大的损失。

9 ~7 d9 i, ]' R, b3 p8 b, k- e

9 u. Z1 z! T( f% |& ]& g

电子元器件失效分析主要分成以下几个步骤：

% }$ Q/ i3 O; U: I$ V6 l7 ~1 v

9 R# S4 ~% q9 ~. b, P* S) l

其中物理分析的前提为电性分析，而电性分析的证明是物理分析。在整个电子原件失效分析的过程中每个步骤都要相互配合和应用才能有效的进行分析。

, `1 N7 B" I! w& N" G9 V4 L- r

元器件失效分析内容：

! F3 o/ d  u& e) ~* n+ c

以上是元器件的外部问题分析和性能检测，元器件的内部分析也很重要，主要分为非破坏性的内部分析和破坏性内部分析。

; R/ p3 Q$ N6 @- \5 m

5 X1 b, X$ {, Y/ u! t/ }

电子元器件失效分析经典案例

0 B0 a( P! x# a* b2 ?

▎微波器件失效分析

微波器件的主要失效模式一般分为功能失效和特性退化两大类，其中功能失效包括输入或输出短路、开路，无功率输出及控制功能丧失等；特性退化分为输出功率或增益下降、损耗增大、控制能力下降、饱和电流下降及端口直流特性退化等。

案例：微波功率管——管壳烧结空洞

样品名称：微波功率管

% F# l6 ^9 G3 a" R0 ]9 }

背景：样品在整机考核时发现功率下降，失效表现为输入端短路、输出端开路。

失效模式：无功率输出

' j( V! [  y& O! f' `

失效原因：管壳烧结空洞

/ `5 K) f" [0 w& j) t: N( B0 p# s" q

结论分析：器件管壳底座和氧化铍陶瓷之间的烧结工艺不良，焊料层存在 大面积空洞，热传导手足，造成整机考核时微波功率管热烧毁。

分析说明：形貌观察可见样品的集电极连接区域因微波高功率大面积热烧毁，甚至管芯和输出电容完全熔融，样品属于过功率热烧毁失效。图1-1是显示样品结构空洞的X射线照片，图1-2是对样品管壳散热底座和氧化铍陶瓷之间的扫描声学检测结果，它显示了空洞发生在管壳散热底座和氧化铍之间，其空洞面积大于氧化铍陶瓷有效面积的50%。图1-3的研磨剖面照片证实了粘接焊料中空洞的存在，进一步证实了管壳的烧结工艺不良。这些空洞的存在将导致器件芯片到环境的散热性能极差，芯片到环境的热阻大，各并联管芯工作时处在热不平衡状态，这将使器件的抗过功率和抗失配能力很差，最终导致器件发生过功率热烧毁失效。

3 Q% ~+ h! m) K- p" V! r2 d

) s/ d: Z/ N" `  ]: [3 b

' C$ }- T: Q9 U5 n0 F# f8 e

- F& J9 q$ b1 a+ v& q8 [6 ], j

somethingabc

失效现象确认，看是什么原因导致失效