2021电子元器件,的失效分析-电子元器件失效分析.doc

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1、2021电子元器件,的失效分析|电子元器件失效分析电子元器件的失效分析 电子元器件的失效分析2011-07-1915:44电子元器件的失效分析 一、各类电子元器件的失效分析 各类电子元器件的失效可经历三个阶段，即早期失效期、正常失效期和退化期，如图1所示。 在早期失效阶段，有缺陷的、受污染的或处于临界状态的电子元器件会在这个时期失效而暴露出来。这个阶段时间很短，有的元器件仅几天 使会失效，早早地便被淘汰。正常失效期为元器件的正常工作阶段，也是元器件的寿命期限;不同类别的电子元器件有着不同的正常失效期、即有着不同的寿命期。一般元器件的寿命期为10年左右。电子元器件在经过正常失效期的长期工作后，便

2、会出现老化，此时几器件便进入了退化期，其失效率会逐渐增高。 二、失效分析在提高产品质上所发挥的作用 电子元器件的失效分析就是通过对应用中出现的失效元器件进行物理、化学、金相等试验及各种测试，确定元器件失效的模式，分析造成元器什失效的性质，寻找出元器件失效的原因，为提高元器件固有质量和应用的习靠性提供科学依据，以便制定出纠正和改进措施 。 加强电子元器件的失效分析，也是改进电子设备质量最积极、最根本的办法。可有效地提高元器件固有可靠性和应用可靠性，这对提高整机产品的可靠性有看十分重要的意义。 失效分忻在提高产品质量和可靠吐方面所发挥的作用有以下几点: 失效分析可为元器件乍产单位提供质量信息，为他

3、们改进产品质星提供依据，有效地提高电子元器件的固有可靠性。 失效分析可寻找出元器件应用失效的原因，为整机生产单位提供改进工作建议.以便采取积极措施纠正设计或应用不当出现的问题，提向元器件的耐用可靠性。 失效分析以确定电子元器件的失效性质和失效原因，为处理出现的质量问题提供科学依据。 三、引起电子元器件失效的主要原因 电子元器件的主要失效原因讨可分为两类，即元器件固有缺陷引起的失效和使用不当引起的失效。据统汁，这两类失效的比率大约各占50%。元器件固有的缺陷大多是由于设汁材料、生产工艺中存在问题，使元器留下潜在隐患.当这些元器装入整机使用-段时间后，在外界各种应力的作用下，最终发生失效;而元器件

4、应用不当形成的失效原因主要有以下几个方面 1.设计不当 设计不当可分为电路设计不当、结构设计不当及工艺设计不当等。无论哪种设计不当,都会使元器件在应用时受损而失效。设汁不当造成元器件的失效率较高，且会反复出现。 例如，某整机上的CMOS集成电路，在低温条件下工作失常，而在常温下又恢复正常工作。造成这种失效的原因足CMOS电路在低温下工作时，其延迟时间缩短了将近40%，使电路的逻辑关系发生错误。这说明在电路设计时没有;考虑CMOS电路的这-特点. 2.元器件选型不当 元器件选型不当也是电子设备经常发生失效的原因之一、主要是设汁人员对元器件参数及性能了解不全面或考虑不周，致使设计个所选用的元器件无

5、法满足电路要求。元器件选型不当会造成在使用过程中大量的元器件失效。 例如，如图2所示的三端稳压器稳压电路，在高温下试验时经常发生C1钽电解电容器击穿失效、造成这种失效的原因是C1的耐压参数选择得过低，当C1在高温条件下使用时，其漏电流便会明显上升，其耐压的温度降额系数已不容忽视。如果考虑到电源波形脉冲因素和其他杂波尖峰，C1的耐压降额系数选0.7较为合适:将电容器更改为100uF/35V，便不会出现C1的失效现象。 3.操作失误 在装配电子元器件时，操作失误也是造成元器件经常出现失效的原因之一、例如电解电容极性装反引起的爆炸、半导体三极管极性加反引起的烧毁失效、装配中元器件机械应力过大而开裂变

6、形等。 4.过电应力损伤 过电应力引起的元器件失效占总失效数的比率很大，它发生在元器件的测试、筛选、装配、调试及工作运行的各阶段，其原因是多种多样的。例如，CMOS电子器件对静电非常敏感，当使用环境产生的静电超过电子元器件的静电闭值时，元器件就会出现过电应力损伤而失效。 5.装配工艺及装配环境的影响 在电子设备的装配过程中，电子元器件安装与焊接的质量以及装配环境的好坏，不但直接关系到电子设备的技术性能，而且还会对元器件的应用可靠性带来影响。 元器件位置的排列对电子设备的性能影响很大，排列不当还会引起元器件的失效。例如，若把电解电容器安装在功率较大的电阻旁边，电阻产生的热量就会使电容器的电解质熔

7、化，使电解电容器过早失效。又如，当元器件排列的距离过小时，很容易发生击穿打火，使元器件失效。 元器件的固定也很重要，若体积大的元器件光靠焊接来固定而不采取其他固定措施，元器件就经受不起使用中的冲击和震动，不可能长时间地可靠工作。 电子元器件的焊接质量直接关系到电子设备是否可靠地工作，甚至会导致元器件失效。元器件在焊接时，如果焊点内部没有完全熔合，这样的焊点破称为虚焊点，极易造成电路断路。产生虚焊点的主要原因除了元器件本身的可焊性差以外，元器件引线、导线和焊片表面不清洁以及焊料质量不好往往是主要方而。据统计，由于焊接质量不好而产生电子设备故障的情况占全部故障的20%左右。焊接用的焊剂最好不要用酸性焊剂，因为酸性焊剂将会使元器件产生铜绿，最后被腐蚀，直至元器件引脚发生霉断而失效。 第 5 页 共 5 页