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元器件设计、材料、结构、工艺缺陷引起的失效是元器件常见失效之一,其失效由元器件自身缺陷决定,应用环境和工作中施加的条件是失效的外因,不管应用环境和工作中施加的条件是否出现异常均可出现失效。
) m$ V8 ?/ M# n此类失效往往发生在产品使用的初期,并在产品寿命周期内均陆续由失效发生,贯穿于产品寿命周期,引起早期失效率和随机失效率异常增大。
5 _7 f+ S* q, ^& f( O3 a9 a从元器件的规范指标的常规检测中比较难发现此类问题,通常要通过某种应力(如电压、温度、湿度)的激发后才出现某种指标的异常。
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极限应力的失效
' Z6 m ?# j/ `7 n, D2 V9 {, w1 Z元器件的规范指标中,有一部分指标属于极限应力,极限应力有两种,一种是“绝对极限应力”,另一种是“寿命相关极限应力”。
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" K' n; }% i& p8 r) \对“绝对极限应力”,如果外部应力超过元器件的极限应力,元器件将立刻改变其性质,如二极管、三极管的击穿电压,最高工作温度(半导体最高结温、铝电解电容器最高温度等)等属于“绝对极限应力”指标。当外部反向电压高于二极管、三极管的反向耐压,这时管子发生击穿,成为“0电阻”通道,在外部提供足够的能量时,管子立即烧毁;对双极晶体管,CE之间击穿后还有“负电阻”的情况,显然,“负电阻”更容易引起管子烧毁;当硅半导体器件结温达到375"C时,半导体进入本征导电,失去PN功能。
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; i' a7 ?0 Z, C O/ |# e; S7 f对于“寿命相关极限应力”,外部应力超过元器件的极限应力,元器件不立刻失效,但其工作的安全性不能保证,或使用寿命被缩短,如电阻器的功率、二、三极管的最大电流、三极管的安全工作区等指标属于“寿命相关极限应力”。在产品寿命评价、极限应力能力评价时,通常对这方面的指标进行过应力(加严应力)工作,来实现短时间内完成寿命加速评价的目的,或通过过应力的试验,评价不同厂家产品的差别。
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