赛宝电子元器件失效分析 第三讲

1 1 失效分析技术及经典案例失效分析技术及经典案例失效分析技术及经典案例失效分析技术及经典案例 第三讲第三讲第三讲第三讲 典型案例典型案例典型案例典型案例 中国赛宝实验室 可靠性研究分析中心 中国赛宝实验室 可靠性研究分析中心 讲解:李少平 总目录总目录 第一讲 失效分析概论 第二讲 分析技术及设备 第一讲 失效分析概论 第二讲 分析技术及设备 第三讲 失效分析典型案例第三讲 失效分析典型案例 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 2 2 第三讲 失效分析典型案例第三讲 失效分析典型案例 ?失效分析案例引言失效分析案例引言 ?典型分析案例典型分析案例 失效分析案例引言失效分析案例引言 若干问题若干问题 ? 因果关系因果关系 ? 逻辑推理逻辑推理 ? 分析层次分析层次 ? 逻辑推理与因果 关系 逻辑推理与因果 关系 ? 分析层次与分析 结论 分析层次与分析 结论 ?自圆其说自圆其说 ?证据充分证据充分 ?诊断准确诊断准确 ?快速反应快速反应 ?不引入新 的机理 不引入新 的机理 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 3 3 ? 分析对象分析对象 结构、材料、工艺、工作原理结构、材料、工艺、工作原理 ? 分析手段（求证工具）分析手段（求证工具） 掌握分析手段的作用，并能了解分析手段的分析原理掌握分析手段的作用，并能了解分析手段的分析原理 ? 失效机理失效机理 掌握分析对象可能的失效机理，诱发这种机理的作用 力 掌握分析对象可能的失效机理，诱发这种机理的作用 力 失效分析案例引言 失效分析案例引言 基本知识要求基本知识要求 广而深 则准而快 广而深 则准而快 失效分析案例引言失效分析案例引言 失效分析过程失效分析过程 电特性变化、异常特征 形貌变化、异常特征 结构变化、异常特征 成份变化、异常特征 试验敏感应力变化特征 热、力表现特征 电特性变化、异常特征 形貌变化、异常特征 结构变化、异常特征 成份变化、异常特征 试验敏感应力变化特征 热、力表现特征 求证 方案 求证 方案 出现的特 征的原因 分析由 果求因 出现的特 征的原因 分析由 果求因 结论结论 思路 利用手段求证 证据分析 综合 重复：重复：工作性质的重复，分析层次的推进工作性质的重复，分析层次的推进 离不开离不开“基本知识基本知识” 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 4 4 方案、求证方案、求证 了解分析对象了解分析对象失效信息失效信息失效机理失效机理分析手段分析手段 时间 应力 数量 结构 材料 工艺 原理 应力 特征 作用 原理 特点 时间 应力 数量 结构 材料 工艺 原理 应力 特征 作用 原理 特点 失效分析基本知识失效分析基本知识 分析结论分析结论 综合分析综合分析 失效分析案例引言失效分析案例引言 基础知识的作用基础知识的作用 第三讲 失效分析典型案例第三讲 失效分析典型案例 ? 分析全过程案例分析全过程案例 ? 基本知识在分析中的 作用案例 基本知识在分析中的 作用案例 ? 原理、结构、材料、工艺原理、结构、材料、工艺 ? 现场失效信息现场失效信息 ? 故障定位故障定位 ? 形貌细节形貌细节 ? 深层次分析深层次分析 ? 透过现象找本质透过现象找本质 ? 使用不当的失效案例使用不当的失效案例 ? 几种失效机理案例几种失效机理案例 ? CMOS IC 闩锁效应失效闩锁效应失效 ? 静电损伤失效静电损伤失效 ? 过电损伤失效过电损伤失效 ? 热应力失效热应力失效 ? 机械应力损伤失效机械应力损伤失效 ? 电腐蚀失效电腐蚀失效 ? 污染失效污染失效 ? 热结构缺陷引起过热失效热结构缺陷引起过热失效 ? 其他缺陷引起的失效其他缺陷引起的失效 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 5 5 一个全过程的分析案例一个全过程的分析案例 -继电器失效分析-继电器失效分析 一个全过程的分析案例一个全过程的分析案例 继电器失效分析继电器失效分析 ? 应了解的信息应了解的信息 继电器相关知识继电器相关知识 失效样品产品信息失效样品产品信息 失效相关信息失效相关信息 ? 失效模式确认失效模式确认 ? 制定分析方案制定分析方案(动态动态) ? 证据提取、分析推进证据提取、分析推进 ? 综合分析和结论综合分析和结论 ? 编写报告编写报告 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 6 6 应 了 解 的 信 息应 了 解 的 信 息 继电器相关信息继电器相关信息 ? 种类种类 ? 工作原理工作原理 ? 结构结构 ? 材料材料 ? 性能参数性能参数 ? 主要失效模式主要失效模式 ? 主要失效机理主要失效机理 继电器相关信息继电器相关信息种类和原理种类和原理 工作原理工作原理(电磁继电器电磁继电器) : ? 电驱动线圈产生磁力机械力带动触电 完成电连接 电驱动线圈产生磁力机械力带动触电 完成电连接 ?簧片或弹簧力断开触点完成电切断簧片或弹簧力断开触点完成电切断 种类种类 电磁继电器 固体继电器 电磁继电器 固体继电器 磁保持继电器 自保持继电器 磁保持继电器 自保持继电器 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 7 7 继电器内部结构示意图 结构：电磁系统、触点系统、机械传动系统结构：电磁系统、触点系统、机械传动系统 继电器相关信息继电器相关信息结构、材料结构、材料 ? 工作电压工作电压 ? 线圈电阻线圈电阻 ? 触点电压触点电压 ? 触点电流触点电流 ? 吸合电压吸合电压 ? 释放电压释放电压 ? 抖动时间抖动时间 继电器相关信息继电器相关信息性能参数性能参数 ?环境条件环境条件 ? 储存温度储存温度 ? 工作温度工作温度 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 8 8 继电器相关信息继电器相关信息失效模式 吸合吸合/释放电 压漂移 触点断开故障 绝缘失效 （绝缘电阻 变小，介质 耐压降低） 线圈开路 线圈短路 触点粘结 密封失效线圈电阻 超差 接触电阻增大 或时断时通 表征形式 其他失效线圈失效接触失效失效模式 释放电 压漂移 触点断开故障 绝缘失效 （绝缘电阻 变小，介质 耐压降低） 线圈开路 线圈短路 触点粘结 密封失效线圈电阻 超差 接触电阻增大 或时断时通 表征形式 其他失效线圈失效接触失效失效模式 传动机构机械性能退化变形；振动引起传 动机构变形；密封漏气。 其他 漆膜材料缺陷；漆膜电压击穿、漏电；漆 膜温度、紫外光、辐射退化；漆包线机械 损伤。 线圈 失效 触点表面电化学腐蚀；触点表面高温氧化； 燃弧 传动机构机械性能退化变形；振动引起传 动机构变形；密封漏气。 其他 漆膜材料缺陷；漆膜电压击穿、漏电；漆 膜温度、紫外光、辐射退化；漆包线机械 损伤。 线圈 失效 触点表面电化学腐蚀；触点表面高温氧化； 燃弧破坏触点表面，粘连，产生碳膜； 触点表面金属电迁移；内部多余物残留； 内部有机材料退化产生多余物；触点动作 撞击；谐振 破坏触点表面，粘连，产生碳膜； 触点表面金属电迁移；内部多余物残留； 内部有机材料退化产生多余物；触点动作 撞击；谐振抖动；外部强电磁场；等 等。 触点 接触 电阻 失效 相关应力失效机理及原因模式 抖动；外部强电磁场；等 等。 触点 接触 电阻 失效 相关应力失效机理及原因模式 继电器相关信息继电器相关信息机理和应力理和应力 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 9 9 ? 气密封装 ? 工作电压DC48V ? 触点电压125V ? 触点电流5 A ? 触点电阻955 失效样品产品信息失效样品产品信息 - L EACH继电器失效分析继电器失效分析 失效样品产品信息与现场信息 - L EACH继电器失效分析 ? 使用场合：空调环境、 200只 ? 失效现象：线包断、 壳温度高 ? 调试至使用过程一年 多陆续失效，15只。 现场失效信息现场失效信息 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 1010 现场信息现场信息 20 25 30 35 40 45 50 55 60 010203040506070 57 59 4550 4047 2530 *空调环境 27 左右 *无环境温度 异常记录 根据现场信息的分析思路根据现场信息的分析思路 外壳热 线包断 外壳热 线包断 那里热那里热 谁引起谁引起 热部位 定位 热部位 定位 可能 的热源 可能 的热源 线包 励磁功率 线包 励磁功率 触点触点 PIR 1 确认发热部 位，即我们观 察到放热直接 由谁引起 确认发热部 位，即我们观 察到放热直接 由谁引起 2 线包或触点 发热，有无连 带结果 线包或触点 发热，有无连 带结果 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 1111 分析分析触点（电阻小、无热特征）触点（电阻小、无热特征） 分析分析线包温度线包温度 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 1212 分析分析线包温度（平均温度）线包温度（平均温度） ? RRORO(T-TO) TTO +（V/IRO）/ RO RRORO(T-TO) TTO +（V/IRO）/ RO ? ：为铜的电阻的温度系数， 0.00393/ ；V：线 包电压；I：为线包电流；T0：线包室温电阻；T线包工 作平均温度。 ：为铜的电阻的温度系数， 0.00393/ ；V：线 包电压；I：为线包电流；T0：线包室温电阻；T线包工 作平均温度。 分析分析线包显微 形貌漆膜破裂 线包显微 形貌漆膜破裂 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 1313 小结小结 ? 线包是唯一热源 ? 线包温度异常 ? 线包电阻异常（严重减小） ? 漆包线漆膜已经破裂，铜芯丝裸露，漆 包线短路漏电 分析漆膜性能分析分析漆膜性能分析 GJB4074.3GJB4074.3合格（漆膜 无开裂） 合格（漆膜 无开裂） 不合格(漆膜开 裂) 不合格(漆膜开 裂) 拉伸试验拉伸试验 GJB4074.5GJB4074.5820（判据： 2级漆膜700V） 820（判据： 2级漆膜700V） 260V（判据： 1级漆膜450V） 260V（判据： 1级漆膜450V） 耐压试验耐压试验 GJB4074.6GJB4074.6合格（漆膜 无开裂） 合格（漆膜 无开裂） 不合格（漆膜 开裂） 不合格（漆膜 开裂） 温度试验温度试验 GJB6109.2GJB6109.22级膜2级膜1级膜1级膜漆膜级别漆膜级别 GJB4074.2GJB4074.20.063mm0.063mm0.071mm0.071mm铜线直径铜线直径 试验方法试验方法良品G1良品G1失效样品F2失效样品F2 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 1414 分析漆膜脱落分析漆膜脱落 分析红外光谱（成份）分析红外光谱（成份） 红：良品漆包线漆膜红：良品漆包线漆膜 蓝：失效品未变黑漆包 线漆膜 蓝：失效品未变黑漆包 线漆膜 黑：失效品已变黑漆包 线漆膜 黑：失效品已变黑漆包 线漆膜 羟基特征 吸收峰 羰基特征 吸收峰 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 1515 FT-4067-04,Coating of Cu thread, G1 6 9 9. 4 3 7 2 7. 0 0 7 5 2. 8 6 7 7 6. 8 0 8 1 0. 5 9 8 6 1. 9 49 3 5. 0 2 9 7 9. 6 9 1 0 7 1. 4 3 1 1 1 5. 9 7 1 1 6 9. 8 4 1 2 1 6. 3 4 1 2 4 7. 5 3 1 2 8 5. 8 2 1 3 7 4. 6 9 1 4 3 2. 7 0 1 5 1 2. 0 7 1 6 1 7. 3 9 1 7 1 8. 6 5 1 7 7 9. 8 4 2 9 5 9. 2 8 3 0 6 8. 5 6 3 5 5 6. 2 5 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 % T ra n s m itt a n c e 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 Wavenumbers (cm-1) FT-4069-04,Coating of Cu thread, F4,black 7 2 4. 2 3 7 7 7. 3 4 8 1 1. 0 4 8 6 2. 4 8 9 2 5. 6 4 1 0 2 1. 5 0 1 0 9 9. 6 1 1 1 7 1. 2 8 1 2 1 5. 9 0 1 2 5 0. 7 6 1 2 8 6. 9 4 1 3 7 9. 1 6 1 4 2 8. 9 1 1 5 1 3. 0 8 1 6 1 5. 0 1 1 7 2 9. 8 5 1 7 7 9. 8 4 2 9 5 9. 1 4 3 6 1 4. 2 3 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 % T ra n s m itt a n c e 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 Wavenumbers (cm-1) 良品漆包线漆膜 失效品漆包线漆膜 良品漆包线漆膜 失效品漆包线漆膜 分析分析差热分析差热分析 峰值温度170 温度范围150213 峰值温度170 温度范围150213 环境气氛：空气环境气氛：空气 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 1616 分析分析气相质谱色谱气相质谱色谱 邻苯二甲酸酐邻苯二甲酸酐 以及少量有机 溶剂 有 机 溶 剂 （ 苯 酚 、 呋喃等） 有 机 溶 剂 （ 苯 酚 、 呋喃等） 脱 附 的 有 机 成 份 以及少量有机 溶剂 有 机 溶 剂 （ 苯 酚 、 呋喃等） 有 机 溶 剂 （ 苯 酚 、 呋喃等） 脱 附 的 有 机 成 份 15.32222.7152.179脱 气 量 （ 脱 气 量 （ g/g） 变黑失效样品 漆包线（ ） 变黑失效样品 漆包线（F） 未 变 黑 失 效 样 品 漆 包线（ ） 未 变 黑 失 效 样 品 漆 包线（F） 良 品 漆 包 线（ ） 良 品 漆 包 线（G） 温度：温度：170 环境气氛：氩气 环境气氛：氩气无氧 化反应 无氧 化反应 “邻苯二甲酸酐邻苯二甲酸酐”是是“增塑剂增塑剂” 氧 化的产物，是黑样品独有的脱 附成份增塑剂氧化变为更小 分子量的分子可脱附 氧 化的产物，是黑样品独有的脱 附成份增塑剂氧化变为更小 分子量的分子可脱附 小结小结 ? 失效样品漆包线性能不合格失效样品漆包线性能不合格 失效样品失效样品150213150213 存在存在氧化放热氧化放热反应， 放热反应峰值温度 反应， 放热反应峰值温度170 170 失效样品150213 发生氧化放热反应是 漆膜中的 失效样品150213 发生氧化放热反应是 漆膜中的增塑剂增塑剂氧化而放热氧化而放热 ? 良品漆包线性能合格良品漆包线性能合格 良品300 以内良品300 以内无无放热反应放热反应 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 1717 结论结论 ?xxxx 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、短路失效。 xxxx 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、短路失效。 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或短路加剧 线包励磁功率增大线包温度上升的恶性循环。 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或短路加剧 线包励磁功率增大线包温度上升的恶性循环。 ?xxxx 02年批次继电器，漆包线的漆膜由1 级漆膜改进为2级漆膜；300以下无化学 反应发生，漆膜性能稳定。 xxxx 02年批次继电器，漆包线的漆膜由1 级漆膜改进为2级漆膜；300以下无化学 反应发生，漆膜性能稳定。 建议建议 ? 建议淘汰在用的xxxx 99年批次的 继电器 建议淘汰在用的xxxx 99年批次的 继电器 ? 通过继电器外壳温度监测，判断 继电器退化 通过继电器外壳温度监测，判断 继电器退化 ? 建议对xxxx 02年批次的样品作批 次可靠性评价,以确定是否可采用 该批产品作为替换品 建议对xxxx 02年批次的样品作批 次可靠性评价,以确定是否可采用 该批产品作为替换品 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 1818 封装塑料上的印子 霍尔金电极 脱边短路 脱出的金电极边边 未脱出的金电极边边 霍尔表面短路形貌 短路来源 关于原理、结构、材料、工艺关于原理、结构、材料、工艺 霍尔器件失效分析案例霍尔器件失效分析案例 霍尔霍尔IC 霍尔器件霍尔器件 关于失效信息关于失效信息 电流检测器件（电流检测器件（xxxx）案例）案例 xxxx内部原理框图内部原理框图 电流取样 取样信号放大 检测结果输出 电流取样 取样信号放大 检测结果输出 系统中共使用系统中共使用 40 只，系统综合试验只，系统综合试验 20 0 h后，出现一只失效，输出为 后，出现一只失效，输出为 0 被测负载被测负载 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 1919 关于失效信息关于失效信息 电流检测器件（电流检测器件（xxxx）案例）案例 （IC 16） 第一只 第二只 第一只 第二只 关于故障定位关于故障定位 电位器断点电测定位定位电位器断点电测定位定位 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 2020 关于故障定位关于故障定位 IC相邻引脚漏电定位相邻引脚漏电定位 关于故障定位关于故障定位 IC相邻引脚漏电定位相邻引脚漏电定位 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 2121 关于故障定位关于故障定位 IC相邻引脚漏电定位相邻引脚漏电定位 关于故障定位关于故障定位 PCBA故障点定位故障点定位 ? 现场现象现场现象 销售销售15天内，客户因冰箱不制冷换板。天内，客户因冰箱不制冷换板。 换机、 退机换机、 退机 ? 回厂现象回厂现象 ? 自然搁置，故障板、故障机有的故障自然消失，故障消失后，有 的再次故障；故障消失与故障持续时间无规律 自然搁置，故障板、故障机有的故障自然消失，故障消失后，有 的再次故障；故障消失与故障持续时间无规律 ? 故障时，在整机中检测电路板节点电位时，表笔触节点可引起整 机回复正常，第几次触节点、触那个节点无规律 故障时，在整机中检测电路板节点电位时，表笔触节点可引起整 机回复正常，第几次触节点、触那个节点无规律 ? 故障再现故障再现 ? 故障自然在，故障自然消失故障自然在，故障自然消失 ? 曾经在故障状态检测到：曾经在故障状态检测到：AC220电压取样回路的节点电位低（正 常为 电压取样回路的节点电位低（正 常为2V，异常时为，异常时为0V）但几乎不能重复）但几乎不能重复 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 2222 关于故障定位关于故障定位 PCBA故障点定位故障点定位 DSP芯片芯片 DC检测检测 AC220 取样取样 过流、缺相取样过流、缺相取样 功率 控制信号 功率 控制信号 晶振晶振 PWM 电平转换电平转换 PWM 驱动驱动 PWM 功率输出功率输出 AC220 整流滤波整流滤波 变频 压缩机 变频 压缩机 DC电源电源 故障最终表现 压缩机不工作 关于故障定位关于故障定位 PCBA故障点定位故障点定位 PCB、焊点、辅料、元器件、焊点、辅料、元器件 相关部件相关部件 电连接、漏电、临界工作、元器件内部不稳定、 电磁干扰、环境应力 电连接、漏电、临界工作、元器件内部不稳定、 电磁干扰、环境应力 相关机理相关机理不稳定的、间歇发生不稳定的、间歇发生 分析方法分析方法 缺陷提取与故障再现同时进行。对可疑缺陷进行 加速，再现故障；施加应力进行再现。再现 后解决定位 缺陷提取与故障再现同时进行。对可疑缺陷进行 加速，再现故障；施加应力进行再现。再现 后解决定位 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 2323 关于故障定位关于故障定位 PCBA故障点定位故障点定位 试验试验 ? 振动振动 ? 热冲击热冲击 ? 潮热潮热 主要机理主要机理 ? 电连接机理电连接机理 ? 漏电机理 潮热试验再现性最高 漏电机理 潮热试验再现性最高 关于故障定位关于故障定位 PCBA故障点定位故障点定位 DSP芯片芯片 DC检测检测 AC220V 取样取样 过流、缺相取样过流、缺相取样 功率 控制信号 功率 控制信号 晶振晶振 PWM 电平转换电平转换 PWM 驱动驱动 PWM 功率输出功率输出 AC220 整流滤波整流滤波 变频 压缩机 变频 压缩机 DC电源电源 故障最终表现 压缩机不工作 电位检测关注引起电位检测关注引起DSP的无输出的节点 尤其是 的无输出的节点 尤其是AC220V取样取样 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 2424 关于故障定位关于故障定位 PCBA故障点定位故障点定位 电位电位165V 通孔通孔 地地 310V 去去DSP 通孔（地）通孔（地） 通孔对 应位置 通孔对 应位置 通孔对应位置通孔对应位置 165V 关于故障定位关于故障定位 PCBA故障点定位故障点定位 表笔压力方向表笔压力方向 表笔压力方向 常态 表笔压力方向 常态 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 2525 关于细节关于细节 形貌细节案例形貌细节案例 正常样品正常样品 不正常样品不正常样品 FPC上的上的IC剥离力不合格剥离力不合格 拉力小的分离面形貌 正常的分离面形貌 拉力小的分离面形貌 正常的分离面形貌 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 2626 关于细节关于细节 形貌细节案例形貌细节案例 关于细节关于细节 形貌细节案例形貌细节案例 内结实、界面气泡内结实、界面气泡 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 2727 关于细节关于细节 形貌细节案例形貌细节案例 050100150 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 T o ta l C o u n ts (0 .1 9 a m u bi n ) Integral: 507229 080908+.TDC + Ions 100m 573086 cts FPC, 5D2317 147 43 73 28 050100150 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 T o ta l C o u n ts (0 .1 9 a m u bi n ) Integral: 17203 080910+.TDC + Ions 100m 18047 cts FPC, 5C2238 52 83 73 14 55 28 69 41 43 147 粘结力不合格样品：粘结力不合格样品：FPC表面硅油表面硅油 粘结力合格样品：粘结力合格样品：FPC表面无硅油表面无硅油 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 2828 关于细节关于细节 形貌细节案例形貌细节案例 气路控制电磁阀 关于细节关于细节 形貌细节案例形貌细节案例 严重锈蚀严重锈蚀 锈蚀部位有积水形貌特征锈蚀部位有积水形貌特征 密封面密封面 进水路径进水路径 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 2929 深层分析深层分析 1 2 透过现象看本质透过现象看本质 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 3030 ? S（源极）极焊接位置严重烧毁 （坑）、碳黑 （源极）极焊接位置严重烧毁 （坑）、碳黑源极极大电流源极极大电流 并联的芯片并联的芯片 炸的芯片炸的芯片 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 3131 导电胶 底座表面 导电胶 底座表面 其它管子导电胶填满其它管子导电胶填满 芯片 铜座 PCB 芯片 铜座 PCB 焊接焊接 导电胶导电胶 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 3232 电路设计缺陷引起的失效电路设计缺陷引起的失效 使用引起的失效案例 案例1 xxxx过功率（电流）失效 ? 产品：DC（54V）直流电源 切换开关 ? 现象：开关执行器件VDMOS场 效应晶体管频繁烧毁 ? 应用电路DC平缓输出 ? 存在问题：放大区功率、放 大区振荡 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 3333 案例1 应用电路图 使用存在的问题 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 3434 案例2 运算放大器馈电不当 感性负载反压引 起击穿失效 感性负载反压引 起击穿失效 电压击穿点电压击穿点 样品外观样品外观 芯片全貌芯片全貌 马达产生的 反向电压 马达产生的 反向电压 案例3 晶体管选型和保护不当 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 3535 案例4 引入高压 案例5 整机测试损伤 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 3636 钽电容器反向钽电容器反向 CMOS IC闩锁效应失效闩锁效应失效 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 3737 Latch-up原理 寄生晶闸管 CMOS电路闩锁原理 CMOS IC 闩锁效应1 手机用复位开关 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 3838 驱动IC（xxxxxxxxxxxxx CMOS IC 闩锁效应2 16244 CMOS IC 闩锁效应2 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 3939 (a) HBM 电路 (b) HBM 负载短路波形 R1 = 10 6 ohms to 10 7 ohms C1 = 100 picofarads 10 percent (Insulation resistance 10 12 ohms minimum) R2 = 1,500 ohms 1 percent S1 = High voltage relay (Bounceless, mercury wetted, or equivalent) S2 = Normally closed switch (Open during discharge pulse and capacitance measurement) Tri (rise time) -Less than 10 nanoseconds. Tdi (delay time) -150 20 nanoseconds. Ip (peak current) -Within 10 percent of the Ip value shown in table II for the voltage step selected. Ir (ringing) -The decay shall be smooth, with ringing, break points, double time constants ordiscontinuities less than 15 percent Ip maximum, but not observable 100 nanoseconds after start of the pulse. 图 3.1 HBM 模型的电路及波形 ESD静电放电损伤失效案例静电放电损伤失效案例 FA案例 静电放电引起失效 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 4040 单片机 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 4141 过电损伤失效过电损伤失效 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 4242 浪涌电压击穿 浪涌电压击穿 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 4343 现场可编程门阵列 1 Pin102端口 xxxxx工程失效 xxxx工程失效 2 Pin102端口 击穿 现场可编程门阵列 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 4444 现场可编程门阵列 xxxx工程失效 可控硅电压击穿例 其他案例 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 4545 三极管过电流开路 三极管过电流开路 开路部位 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 4646 1241样品 可能的电流通路 键合失效键合失效 ? 键合偏移键合偏移 ? 键合丝下塌键合丝下塌 ? 键合力硅损伤键合力硅损伤 ? 超声键合铝屑玷污超声键合铝屑玷污 ? 金铝化合物金铝化合物 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 4747 键合偏移键合偏移 键合丝下塌键合丝下塌 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 4848 键合力键合力 键合力大硅破损键合力大硅破损 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 4949 超声键合铝屑玷污超声键合铝屑玷污 金铝化合物金铝化合物 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 5050 电腐蚀失效电腐蚀失效 传感器故障控制 传感器结构之二传感器结构之二 焊料电极 内引线 外引线 外焊点玻璃环氧塑料 铜外壳 电阻体 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 5151 漏电 错误维修 侧面附银电阻体退化 银迁移到电阻极小 人为拉脱焊点焊点不可靠 设计引入强电 人为加入强电 烧毁时形成短路 银迁移 电阻下降烧毁 安装引入强电 电阻减小电阻减小 开路开路 传感器故障控制 传感器失效传感器失效 短路短路 电阻下降到极小 电阻增大电阻增大 传感器失效分析 传感器烧毁 （220V试验品） 传感器烧毁 （220V试验品） 拉脱焊点拉脱焊点 传感器烧毁（失效品）传感器烧毁（失效品） 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 5252 传感器失效分析 不当维修方式 电 阻 体 侧 面 附 银 银 迁 移 传感器失效机理验证 ? 旧样品高温下阻值变化试验 ：在25测试到的R值偏 差为3%16%，50时的B值同样有很大偏差。 ? 强电击穿填充料试验 ：双85 ，220V交流电压加于引线 与铜壳间，8天 ，未出现故障。 ? 人为损坏试验 ：两引线间直接加上220V交流电 ，烧毁 ? 开封检验新样品是否有侧面附银 。 ? 对新样品进行银迁移试验 。 ? 对新样品进行R值和B值测试 。 ? 外引线焊点拉力试验 。 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 5353 传感器质量控制方法 进 料 检 验 控 制 方 法 不定期试验控制方法 DPA： 加速应 力试验 安装和维修技术培训 可靠性敏感参数！可靠性敏感参数！ 开路 AC220VDC中，向中，向PWM的提供启动电源的电阻的提供启动电源的电阻500K 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 5454 开路 污染污染 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 5555 050100150 0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 T o ta l C o u n ts (0 .1 9 a m u bi n ) Integral: 1461992 062305BB.TDC - Ions 50祄1510003 cts 1033B point 2 Cl 1033B sample 2535 13 16 FA案例 离子污染 案例 离子污染 ITO腐蚀腐蚀 Cl分布 LCD组件 SIMS分析图谱 ITO腐蚀形貌 1 ITO腐蚀形貌 2 050100150 0 1000 2000 3000 4000 T ot al C o u nt s (0 .1 9 a m u bi n ) Integral: 16 Centroid: 0.0436 112201A+.TDC + Ions 200m 45200 cts B part of FPA, 1 197 55 59 39 23 43 69 147 28 63 Au finger(narrow), sample 1 73 Cu Au Si CH3Si C3H9Si C4H15OSi2 FPC连接不良 ACF 硅油特 征谱 硅油特 征谱 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 5656 气密封装内部污染气密封装内部污染 声表波器件 内部水汽达到23 声表波器件 内部水汽达到23 电解液污染电解液污染Cl、 、 Br 2.353.96电解液 18.6210.64正极腐蚀物5# 无无2# BrCl样品 阳极阳极 阴极阴极 （g/g） 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 5757 FA案例 颗粒污染 案例 颗粒污染 LCD IC IC 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 5858 计算器显示缺笔画或不显示 机械应力损伤失效机械应力损伤失效 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 5959 外观检查中发现的问题外观检查中发现的问题 弯脚太近易损坏本体 LX1损坏率较高 物料物料 设计设计 外观检查中发现的问题外观检查中发现的问题 人为将电容两脚扭成短路 EEPROM插式芯片两脚弯 管理管理 设计设计 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 6060 设计适应性建议举例设计适应性建议举例 电阻两引脚孔距与电 阻本体的机构关系 电阻两引脚孔距与电 阻本体的机构关系 AI器件在器件在PCB背 面的弯脚长度 背 面的弯脚长度 设计适应性建议举例设计适应性建议举例 立式陶瓷电容的组装高 度要求 立式陶瓷电容的组装高 度要求 立式陶瓷电容的组装弯 脚要求 立式陶瓷电容的组装弯 脚要求 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 6161 装配机械应力引起芯片破裂装配机械应力引起芯片破裂 芯片左侧面裂纹 芯片右侧面裂纹 安装机械应力安装机械应力 外套变弧形导致应力 外套变弧形导致应力 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 6262 安装机械应力安装机械应力 安装机械应力安装机械应力 温冲、高低温循环、 振动等筛选试验。 温冲、高低温循环、 振动等筛选试验。 二极管管脚 整型不当 二极管管脚 整型不当 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 6363 直插式改成表面安 装时管脚整形不当 直插式改成表面安 装时管脚整形不当 微动开关拨动力微动开关拨动力 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 6464 键合热力键合热力 快恢复二极管快恢复二极管 热应力失效热应力失效 ?剪切力剪切力 ?爆米花爆米花 ?形变压力形变压力 ?破裂破裂 中国赛宝实验室可靠性研究分析中心 6565 塑料封装内部结构示意图塑料封装内部结构示意图 Chip 芯片塑料 芯片基座 引线架塑料 剪切力剪切力塑料与芯片界面相对位移塑料与芯片界面相对位