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电子元器件的失效是引发电子电路或系统故障的主要因素。
2 D1 {5 S l. ?: z# N0 I6 }) M电子元器件的失效周期随时间的变化大致分为三个阶段:早期失效期、偶然失效期、耗损失效期。: { h$ [$ i0 G
早期失效期,此阶段的特点:失效率高、可靠性低,但随工作时间的增加而失效率迅速下降。产生早期失效的原因:一 元器件在设计制造工艺上的缺陷;二 元器件本身材料、结构上的缺陷;3 W& A4 \# S# T8 m, g0 ^( w
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偶然失效期,是电子元器件的正常工作期,其特点是失效率比早期失效率低且稳定。这一时期的失效由偶然不确定因素引起,失效时间也是随机的。
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S9 A9 h" p* b$ y% z! w耗损失效期,与早期失效期相反,失效率随工作时间增加而上升。此阶段由于元器件长期使用而产生的损耗、磨损、老化、疲劳等有原因引起。7 P8 k; a! M4 P! O+ _( g
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电子元器件的可靠性与规定的条件是分不开的,规定条件是由使用时的工作条件、环境条件或储存条件等组成。工作条件指使用时的电压、电流和功率等,环境条件或储存条件是指所处的温度、湿度和气压等。
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根据经验,电子元器件故障的原因主要有两个:一是不正常的电气条件;二是不正常的工作环境。优良的电气条件取决于电路的正确设计。如果元件能够在额定状态下工作,其寿命就会较长。如果过载使用,寿命就会缩短。其次,环境条件中如高温、高湿、空气中的尘埃和腐蚀性化学物质、ESD等都会影响元器件的寿命。4 _. \9 n% ~( p6 E
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8 h+ T' d" h; y% f$ J: d而按照导致的原因可将失效机理分为以下六种:( C1 b! n! `3 u2 a
1、设计问题引起的劣化
* q/ e( w8 U) M7 A指版图、电路和结构等方面的设计缺陷;) C3 z# K2 K. R8 Q+ z* s
2、体内劣化机理
0 s& a3 B" }4 z6 ^; m, Y指二次击穿、CMOS 闭锁效应、中子辐射损伤、重金属玷污和材料缺陷引起的结构性能退化、瞬间功率过载等;& s8 O" @; n+ v. C6 g# |
3、表面劣化机理. D; S7 J& ]% @ H' F- K% B
指钠离子玷污引起沟道漏电、γ辐射损伤、表面击穿( 蠕变) 、表面复合引起小电流增益减小等;1 \% I% ?+ u9 Q+ d% m$ ?9 k
4、金属化系统劣化机理
& k d" I" h! ]$ H+ A指铝电迁移、铝腐蚀、铝化伤、铝缺口、台阶断铝、过电应力烧毁等;; `& M N0 N0 v" r6 a o
5、封装劣化机理. g+ y7 ?, f( }, S# j7 g
指管腿腐蚀、漏气、壳内有外来物引起漏电或短路等;
6 s% e9 `5 X: j0 I6、使用问题引起的损坏
Q- g8 B- K, l+ m8 J0 |指静电损伤、电浪涌损伤、机械损伤、过高温度引起的破坏、干扰信号引起的故障、焊剂腐蚀管脚等。* n6 ?) E! i& j
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