電子元器件FMEA的常見失效
發布時間：2020-12-7 17:12
發布者：藍信偉業
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電子元器件的失效是引發電子電路或系統故障的主要因素。 電子元器件失效率曲線的特征：浴盆曲線（見附件） 如圖：從曲線上可以看到，電子元器件的失效周期隨時間的變化大致分為三個階段：早期失效期、偶然失效期、耗損失效期。 早期失效期，此階段的特點：失效率高、可靠性低，但隨工作時間的增加而失效率迅速下降。產生早期失效的原因：一 元器件在設計制造工藝上的缺陷；二 元器件本身材料、結構上的缺陷； 偶然失效期，是電子元器件的正常工作期，其特點是失效率比早期失效率低且穩定。這一時期的失效由偶然不確定因素引起，失效時間也是隨機的。 耗損失效期，與早期失效期相反，失效率隨工作時間增加而上升。此階段由于元器件長期使用而產生的損耗、磨損、老化、疲勞等有原因引起。 根據經驗，電子元器件故障的原因主要有兩個：一是不正常的電氣條件；二是不正常的工作環境。優良的電氣條件取決于電路的正確設計。如果元件能夠在額定狀態下工作，其壽命就會較長。如果過載使用，壽命就會縮短。其次，環境條件中如高溫、高濕、空氣中的塵埃和腐蝕性化學物質、ESD等都會影響元器件的壽命。 常見的元器件失效如下：（見附件） 而按照導致的原因可將失效機理分為以下六種: 1、設計問題引起的劣化 指版圖、電路和結構等方面的設計缺陷; 2、體內劣化機理 指二次擊穿、CMOS 閉鎖效應、中子輻射損傷、重金屬玷污和材料缺陷引起的結構性能退化、瞬間功率過載等; 3、表面劣化機理 指鈉離子玷污引起溝道漏電、γ輻射損傷、表面擊穿( 蠕變) 、表面復合引起小電流增益減小等; 4、金屬化系統劣化機理 指鋁電遷移、鋁腐蝕、鋁化傷、鋁缺口、臺階斷鋁、過電應力燒毀等; 5、封裝劣化機理 指管腿腐蝕、漏氣、殼內有外來物引起漏電或短路等; 6、使用問題引起的損壞 指靜電損傷、電浪涌損傷、機械損傷、過高溫度引起的破壞、干擾信號引起的故障、焊劑腐蝕管腳等。 參考文獻 劉宇通，《電子元器件的失效機理和常見故障分析》 ，工程應用 莊奕琪，《微電子器件應用可靠性技術》，電子工業出版社 |
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