خطای قطعات الکترونیکی
قطعات الکترونیکی باید یک طیف گسترده ای از حالات شکست. این را می توان در راه های مختلف مانند زمان و یا به علت. شکست می تواند بیش از حد ناشی از حرارت بیش از حد جریان و یا ولتاژ پرتوهای یونیزانمکانیکی شوک و استرس و یا تاثیر و بسیاری از علل دیگر است. در دستگاه های نیمه هادی, مشکلات در دستگاه بسته بندی ممکن است باعث شکست با توجه به آلودگی, استرس های مکانیکی دستگاه و یا باز یا اتصال کوتاه.
شکست اغلب رخ می دهد در نزدیکی آغاز و در نزدیکی پایان عمر قطعات و در نتیجه در وان حمام منحنی نمودار نرخ شکست. سوختگی در روش های مورد استفاده برای تشخیص زود شکست. در دستگاه های نیمه هادی انگلی سازههای بی ربط برای عملیات عادی تبدیل شده و مهم در این زمینه شکست آنها می تواند هر دو از یک منبع و حفاظت در برابر شکست است.
برنامه های کاربردی مانند هوافضا و سیستم های پشتیبانی از حیات ارتباطات از راه دور, راه آهن, سیگنال و کامپیوتر با استفاده از تعداد زیادی از فردی قطعات الکترونیکی. تجزیه و تحلیل آماری خواص شکست می دهد راهنمایی در طراحی برای ایجاد یک سطح داده شده از قابلیت اطمینان. برای مثال قدرت-دست زدن به توانایی یک مقاومت ممکن است تا حد زیادی derated هنگامی که در ارتفاع بالا هواپیما به دست آوردن کافی عمر. ناگهانی شکست-باز خطا می تواند باعث متعدد ثانویه شکست اگر آن را سریع و مدار شامل یک اندوکتانس; این باعث می شود بزرگ خوشه ولتاژ که ممکن است بیش از 500 ولت است. شکسته metallisation در یک تراشه ممکن است در نتیجه باعث ثانویه برابر شوكهاي الكتريكي آسیب.[۱] حرارتی فراری می تواند باعث ناگهانی شکست از جمله ذوب آتش سوزی یا انفجار.
بسته بندی, شکست[ویرایش]
اکثر قطعات الکترونیکی شکست بسته بندی-مرتبط است.[نیازمند منبع] بسته بندی به عنوان مانع بین قطعات الکترونیکی و محیط زیست است که بسیار مستعد ابتلا به عوامل محیطی است. انبساط حرارتی تولید مکانیکی تاکید می کند که ممکن است علت خستگی موادبه خصوص زمانی که ضرایب انبساط حرارتی مواد مختلف هستند. رطوبت و مواد شیمیایی تهاجمی می تواند باعث خوردگی از مواد بسته بندی و آگهی های بالقوه شکستن آنها و صدمه زدن به قطعات داخلی منجر به برق شکست. بیش از مجاز زیست محیطی محدوده دما می تواند باعث overstressing از سیم اوراق قرضه در نتیجه پاره شدن اتصالات سست و ترک خوردگی نیمه هادی می میرد و یا باعث بسته بندی ترک. رطوبت و پس از آن درجه حرارت بالا و حرارت نیز ممکن است باعث ترک خوردگی به عنوان ممکن است آسیب های مکانیکی و یا شوک.
طول داده ها با یگدیگر پیوند سیم می شود, قطع, کوتاه, یا لمس تراشه می میرند معمولا در لبه. می میرد می توانید کرک به دلیل مکانیکی overstress و یا شوک های حرارتی; نقص معرفی شده در طول پردازش مانند قلم های توسعه می تواند به شکستگی. منجر فریم ممکن است بیش از حد مواد یا پلیسه باعث کوتاه. یونی آلاینده مثل فلزات قلیایی و هالوژنها مهاجرت می تواند از مواد بسته بندی به نیمه هادی می میرد باعث خوردگی و یا پارامتر زوال است. شیشه-فلز مهر و موم معمولا موفق با تشکیل شعاعی ترک که سرچشمه در پین-شیشه رابط و نفوذ به بیرون; علل دیگر عبارتند از: ضعیف اکسید لایه رابط و فقیر تشکیل یک شیشه منيسک در اطراف پین.
انواع گازها ممکن است در حال حاضر در بسته حفره یا به عنوان ناخالصی به دام افتاده در طول تولید outgassing از این مواد استفاده می شود و یا واکنش های شیمیایی به عنوان زمانی است که مواد بسته بندی می شود بیش از حد گرم (محصولات اغلب یونی و تسهیل خوردگی با تاخیر شکست). برای تشخیص این هلیوم است که اغلب در اثر اتمسفر داخل بسته بندی به عنوان یک ردیاب گاز برای تشخیص نشت در طول آزمایش. دی اکسید کربن و هیدروژن ممکن است از مواد آلی و رطوبت است outgassed توسط پلیمرها و آمین-درمان epoxies outgas آمونیاک. تشکیل ترک و intermetallic رشد در مرگ attachments ممکن است منجر به تشکیل حفره و لایه لایه شدگی خدشه انتقال گرما از تراشه مرگ به بستر و هیت سینک و باعث حرارتی شکست. به عنوان برخی از نیمه هادی مانند سیلیکون و gallium arsenide هستند مادون قرمز شفاف, مادون قرمز, میکروسکوپ می تواند یکپارچگی مرگ پیوند و تحت مردن سازه.
فسفر قرمزاستفاده می شود به عنوان یک ذغال سنگ-پروموتر بازدارندهتسهیل نقره مهاجرت که در حال حاضر در بسته بندی. آن است که به طور معمول پوشش داده شده با آلومینیوم هیدروکسید; اگر پوشش ناقص است فسفر ذرات اکسید به شدت جاذب رطوبت فسفر pentoxideکه در واکنش با رطوبت به اسید فسفریک. این یک خورنده الکترولیت که در حضور میدان الکتریکی تسهیل انحلال و مهاجرت از نقره و کوتاه-اتصال مجاور بسته بندی پین منجر قاب منجر کراوات میله تراشه کوه ساختار و تراشه پد. نقره پل ممکن است قطع انبساط حرارتی بسته بندی; بنابراین ناپدید شدن اتصال کوتاه در هنگام تراشه گرم است و آن ظهور پس از سرد شدن است نشانه ای از این مشکل است. لایه لایه شدگی و انبساط حرارتی ممکن است حرکت تراشه مرگ نسبت به بسته بندی deforming و احتمالا اتصال کوتاه و یا ترک خوردگی اتصال سیم.
تماس با شکست[ویرایش]
لحیم مفاصل می تواند شکست در بسیاری از جهات مانند electromigration و تشکیل شکننده intermetallic لایه. برخی از شکست ها نشان می دهد تنها در مفصل درجه حرارت مانع عیب یابی. انبساط حرارتی تطابق بین تخته مدار چاپی مواد و بسته بندی آن گونه بخشی به هیئت مدیره اوراق قرضه; در حالی که قطعات سربی جذب می تواند فشار خم leadless قطعات تکیه بر لحیم کاری برای جذب تنش. حرارتی دوچرخه سواری ممکن است منجر به خستگی ترک خوردگی اتصالات لحیم کاری به خصوص با الاستیک لحیم کاری; روش های مختلف استفاده می شود برای کاهش این حوادث است. ذرات سست مانند اتصال سیم و جوش فلش می توانید فرم را در دستگاه حفره و مهاجرت در داخل بسته بندی باعث اغلب متناوب و حساس به شوک کوتاه. خوردگی ممکن است باعث تجمع اکسید و دیگر nonconductive محصولات در تماس با سطوح. هنگامی که بسته این پس از آن نشان می دهد غیر قابل قبولی مقاومت بالا; آنها همچنین ممکن است مهاجرت می کنند و باعث کوتاه. قلع سبیل می توانید فرم در قلع-پوشش فلزات مانند سمت داخلی از بسته بندی; سست سبیل پس از آن می تواند باعث متناوب مدارهای داخل بسته بندی. کابل, در علاوه بر این به روش شرح داده شده در بالا ممکن است شکست بخورند با چیز ساییده شده و آتش سوزی خسارت.
تخته مدار چاپی شکست[ویرایش]
تابلوهای مدار چاپی (بورد مدار چاپی) آسیب پذیر هستند به تأثیرات زیست محیطی; برای مثال آثار خوردگی مستعد و ممکن است نادرست اچ ترک جزئی, کوتاه, در حالی که vias ممکن است ناقص و اندود از طریق و یا پر شده با لحیم کاری است. این آثار ممکن است ترک تحت بارهای مکانیکی اغلب منجر به غیر قابل اعتماد PCB عملیات. باقی مانده از لحیم کاری شار ممکن است تسهیل خوردگی; کسانی که از مواد دیگر بر روی بورد مدار چاپی می تواند باعث نشت برق. قطبی ترکیبات کووالانسی می تواند به جذب رطوبت مانند آنتی استاتیک عواملتشکیل یک لایه نازک رسانا رطوبت بین آثار; ترکیبات یونی مانند کلرید تمایل به تسهیل خوردگی. فلز قلیایی یون ها ممکن است از طریق مهاجرت های پلاستیکی بسته بندی و تاثیر عملکرد نیمه هادی ها. کلر هیدروکربن باقی مانده ممکن است hydrolyze و انتشار خورنده کلرید; این مشکلات است که رخ می دهد پس از سال. قطبی مولکول ها ممکن است پراکنده فرکانس بالا انرژی باعث انگلی دی الکتریک ضرر و زیاناست.
Above the glass transition temperature of PCBs, the resin matrix softens and becomes susceptible contaminant diffusion. For example, polyglycols from the solder flux can enter the board and increase its humidity intake, with corresponding deterioration of dielectric and corrosion properties.[۲] Multilayer substrates using ceramics suffer from many of the same problems.
رسانا آندی رشته (CAFs) ممکن است رشد در درون تخته در امتداد الیاف و مواد کامپوزیت. فلزی معرفی شده است به یک آسیب پذیر سطح به طور معمول از آبکاری به vias و سپس مهاجرت در حضور یونهای رطوبت و پتانسیل الکتریکی; حفاری آسیب فقیر و شیشه-رزین مطابق با ترویج چنین شکست. تشکیل CAFs معمولا توسط فقیر شیشه-رزین مطابق; یک لایه از جذب رطوبت پس از آن فراهم می کند یک کانال که از طریق آن یون های خوردگی و محصولات مهاجرت می کنند. در حضور کلرید یون های رسوب مواد atacamite; آن semiconductive خواص منجر به افزایش زمان نشت بدتر قدرت دی الکتریک و اتصال کوتاه بین آثار است. جذب glycols از شار باقیمانده مشکل را تشدید می کنند. تفاوت در انبساط حرارتی از الیاف و ماتریس تضعیف پیوند زمانی که هیئت مدیره است که لحیم; سرب لحیم کاری است که نیاز به بالاتر لحیم کاری درجه حرارت افزایش وقوع CAFs. علاوه بر این CAFs بستگی جذب رطوبت; در زیر یک آستانه خاص آنها رخ نمی دهد. لایه لایه شدگی ممکن است رخ دهد به جدا کردن تخته لایه های کرک vias و هادی را به شما معرفی مسیرهای خورنده آلاینده ها و مهاجرت از رسانا گونه است.
رله شکست[ویرایش]
هر بار که تماس با یک الکترومکانیکی رله یا کنتاکتور باز یا بسته وجود دارد یک مقدار مشخصی از تماس با پوشیدن. یک قوس الکتریکی رخ می دهد بین نقاط تماس (الکترود) هر دو در طول انتقال از بسته به باز کردن (شکستن) و یا از باز به بسته (اطمینان). این قوس باعث طول تماس break (شکستن قوس) است که شبیه به جوشکاری قوس الکتریکیبه عنوان استراحت قوس الکتریکی است که به طور معمول پر انرژی تر و مخرب تر است.[۳]
حرارت و زمان از قوس الکتریکی در سراسر مخاطبین خاص ایجاد مخروط و دهانه تشکل از فلز مهاجرت. در علاوه بر این به تماس فیزیکی آسیب وجود دارد به نظر می رسد همچنین یک پوشش کربن و دیگر ماده است. این تخریب به شدت محدودیت های عملیاتی به طور کلی از زندگی یک رله یا کنتاکتور به طیف وسیعی از شاید 100,000 عملیات یک سطح به نمایندگی از 1% و یا کمتر از مکانیکی و طول عمر دستگاه.[۴]
نیمه هادی شکست[ویرایش]
بسیاری از شکست در نتیجه نسل از داغ الکتروناست. اینها قابل مشاهده در زير ميکروسکوپ نوری به عنوان آنها تولید نزدیک بهمادون قرمز فوتون قابل تشخیص توسط یک دوربین CCDاست. Latchups مشاهده می شود این راه. اگر قابل مشاهده محل شکست ممکن است در حال حاضر سرنخ های به ماهیت overstress. کریستال مایع پوشش را می توان مورد استفاده برای بومی سازی گسل: cholesteric کریستال مایع هستند thermochromic و استفاده می شود برای تجسم از محل تولید گرما بر روی تراشه در حالی که nematic liquid crystals پاسخ به ولتاژ و استفاده می شود برای تجسم زمان نشت از طریق اکسید نقص و از اتهام متحده در سطح تراشه (به خصوص منطقی متحده). لیبل پلاستیکی محصور بسته های آسیب تراشه اگر شیشه ای در حوزه بسته بندی خط مستقیم لیزری به تراشه.
نمونه هایی از نیمه هادی از شکست های مربوط به کریستال نیمه هادی شامل:
- Nucleation و رشد دررفتگیاست. این نیاز به یک نقص موجود در کریستال به عنوان انجام شده توسط تابش است و شتاب توسط حرارت بالا زمان تراکم و نور ساطع شده است. با Led های gallium arsenide و آلومینیوم gallium arsenide بیشتر مستعد ابتلا به این نسبت gallium arsenide phosphide و ایندیم phosphide; گالیم نیترید و ایندیم گالیم نیترید هستند نسبت به این نقص است.
- تجمع شارژ حامل دام افتاده در دروازه اکسید از ماسفت. این معرفی دائم دروازه biasingبر این ترانزیستور ولتاژ آستانه; آن ممکن است ناشی از داغ حامل تزریقبا اشعه یونیزان و یا اسمی استفاده کنید. با EEPROM سلول ها این است که عامل عمده محدود کردن تعدادی از پاک کردن و نوشتن چرخه.
- مهاجرت به اتهام حمل از شناور دروازه. این محدودیت عمر از داده های ذخیره شده در EEPROM و flash پاک کننده سازه های.
- نامناسب و غیر فعال کننده مشهور است. خوردگی یک منبع قابل توجهی از تاخیر شکست; هادی اتصالات فلزی و غیر فعال کننده مشهور, همه حساس است. سطح نیمه هادی ها در معرض رطوبت یک لایه اکسید; آزاد هیدروژن واکنش می دهد و با لایه های عمیق تر از مواد بازده فرار hydrides.[۵]
پارامتر شکست[ویرایش]
Vias یک منبع مشترک ناخواسته سریال مقاومت در تراشه; معیوب vias نشان می دهد غیر قابل قبولی بالا مقاومت و در نتیجه افزایش انتشار به تاخیر می اندازد. خود را به عنوان قطره مقاومت با افزایش دما و تخریب حداکثر فرکانس کاری این تراشه راه دیگر این است که یک شاخص از جمله گسل. Mousebites هستند مناطقی که metallization یک کاهش عرض; اين نقص معمولا نشان نمی دهد در طول آزمایش الکتریکی, اما در حال حاضر عمده قابلیت اطمینان خطر است. افزایش چگالی جریان در mousebite می تواند باعث بدتر شدن electromigration مشکلات; میزان زیادی از ادرار مورد نیاز است برای ایجاد یک حساس به دما تاخیر.[۶]
گاهی اوقات مدار تلرانس می توانید رفتار نامنظم دشوار است برای ردیابی; مثلا ضعیف راننده ترانزیستور بالاتر سری مقاومت و خازن از دروازه های بعدی ترانزیستور ممکن است در تحمل اما می تواند به طور قابل توجهی افزایش سیگنال تاخیر. این می تواند تنها در شرایط خاص زیست محیطی بالا ساعت سرعت پایین, منبع تغذیه ولتاژ و گاهی اوقات خاص مدار سیگنال متحده; تغییرات قابل توجهی رخ می دهد در یک می میرند. Overstress ناشی از آسیب مانند مي شنت یا کاهش ترانزیستور جریان خروجی افزایش می دهد چنین تاخیر منجر به رفتار نامنظم است. به عنوان تاخیر انتشار به شدت بستگی به ولتاژ تحمل محدود نوسانات دومی می تواند باعث چنین رفتاری است.
Gallium arsenide یکپارچه مایکروویو مدارهای مجتمع می تواند این شکست:[۷]
- تخریب منDSS[۸] توسط دروازه غرق شدن و هیدروژن مسمومیت. این شکست است که رایج ترین و ساده ترین راه برای تشخیص و تحت تاثیر کاهش فعال کانال ترانزیستور در دروازه غرق شدن و کاهش دهنده تراکم در کانال فعال برای هیدروژن مسمومیت.
- تخریب در دروازه جریان نشتی. این رخ می دهد در شتاب زندگی آزمون و یا درجه حرارت بالا و مشکوک به تواند ناشی از سطح دولت اثر است.
- تخریب در خرج کردن ولتاژ. این یک شکست مشترک حالت برای gallium arsenide دستگاه های عامل در دمای بالا و در درجه اول ناشی از نیمه هادی-فلز تعاملات و تخریب دروازه سازه های فلزی با هیدروژن که یکی دیگر از دلایل است. می توان آن را مانع مناسب مانع فلزی بین مخاطبین و gallium arsenide.
- افزایش تخلیه-به-منبع مقاومت در برابر. مشاهده شده است در دمای بالا-دستگاه و ناشی از فلز-نیمه هادی تعاملات دروازه غرق شدن و مي تماس با تخریب.
Metallisation شکست[ویرایش]
- Electromigration حرکت اتم از فعال مناطق باعث دررفتگی و نقطه نقص اقدام به عنوان nonradiative نوترکیبی مراکز تولید گرما. این ممکن است رخ دهد با آلومینیوم گیتس در MESFETs با RF سیگنال باعث نامنظم تخلیه فعلی; electromigration در این مورد است که به نام دروازه غرق شدناست. این مسئله رخ نمی دهد با طلا دروازه. با سازه آلومینیوم داشتن بیش از یک فلزی مقاوم, سد electromigration در درجه اول تحت تاثیر قرار آلومینیوم, اما نه فلزی نسوز باعث ساختار مقاومت به نامنظم افزایش می دهد. آواره آلومینیوم ممکن است باعث کوتاه به همسایه سازه; 0.5-4% مس در آلومینیوم را افزایش می دهد electromigration مقاومت مس انباشته شدن بر روی آلیاژ دانه مرزها و افزایش انرژی مورد نیاز برای بیرون راندن اتم از آنها. دیگر از آن ایندیم قلع اکسید و نقره به موضوع electromigration باعث جریان نشتی و (Led) nonradiative نوترکیبی همراه تراشه لبه. در تمام موارد electromigration می تواند باعث تغییرات در ابعاد و پارامترهای ترانزیستور شیرآلات و اتصالات نیمه هادی است.
- مکانیکی تنش بالا جریان ها و محیط های خورنده تشکیل سبیل و اتصال کوتاه. این اثرات می تواند رخ دهد هر دو در داخل بسته بندی و بر روی تخته مدار.
- شکل گیری سیلیکون گره. آلومینیوم اتصالات ممکن است silicon-آلاييده به اشباع در طی رسوب برای جلوگیری از آلیاژ خوشه. در طول حرارتی, دوچرخه سواری, سیلیکون اتم ممکن است مهاجرت و انبوه با هم تشکیل ندول است که عمل به عنوان حفره افزایش مقاومت محلی و کاهش عمر دستگاه.
- مي تماس با تخریب بین metallisation و لایه های نیمه هادی است. با gallium arsenide با لایه ای از طلا-ژرمانیوم آلیاژ (گاهی اوقات با نیکل) استفاده می شود برای رسیدن به پایین مقاومت تماس; مي تماس با تشکیل داده است با انتشار ژرمانیوم تشکیل نازک و بسیار n-doped منطقه تحت فلز تسهیل اتصال خروج طلا سپرده بیش از آن. گالیم اتم ممکن است مهاجرت از طریق این لایه و scavenged توسط طلا بالاتر از ایجاد نقص و سرشار از گالیم-تخلیه منطقه تحت تماس با ما; طلا و اکسیژن و سپس مهاجرت مخالف و در نتیجه افزایش مقاومت مي تماس و تخلیه موثر دوپینگ سطح. تشکیل intermetallic compounds نیز نقش مهمی در این حالت شکست.
برق overstress[ویرایش]
بیشتر مربوط به استرس هادی شکست الکتریکی در طبیعت میکروسکوپی; محلی و افزایش درجه حرارت می تواند منجر به فوری شکست ذوب یا vaporising metallisation لایه ذوب نیمه هادی و یا با تغییر ساختار. انتشار و electromigration تمایل به شتاب بالا در دماهای کوتاه شدن عمر دستگاه; آسیب به اتصالات نیست که منجر به فوری شکست ممکن است آشکار به تغییر ولتاژ ویژگی از اتصالات. برق overstress شکست می تواند به عنوان طبقه بندی حرارتی ناشی از کار electromigration و مربوط به میدان الکتریکی مربوط به شکست; نمونه هایی از چنین شکست عبارتند از:
- حرارتی فراریکه در آن خوشه ها در بستر باعث از دست دادن موضعی از حرارتیکه منجر به آسیب به تولید حرارت بیشتر; شایع ترین علل حفره ناشی از ناقص لحیم کاریبا electromigration اثرات و Kirkendall دفع ادرار. خوشه توزیع چگالی جریان بیش از اتصال و یا زمان رشته منجر به زمان تراکم موضعی نقاط داغ که ممکن است تکامل به حرارتی فراری.
- معکوس تعصب. برخی از دستگاه های نیمه هادی هستند دیود اتصال مبتنی بر هستند و اسمی یکسو کننده ها; با این حال معکوس-تفکیک حالت ممکن است در ولتاژ پایین با متوسط ولتاژ بایاس معکوس باعث فوری تخریب و بسیار شتاب شکست. 5 V حداکثر معکوس بایاس ولتاژ برای Led های معمولی با داشتن برخی از انواع ارقام کمتر است.
- به شدت غیرمنتظره زنر دیود معکوس تعصب اتصال کوتاه. به اندازه کافی بالا ولتاژ علل بهمن تفکیک زنر اتصال; که جریان زیادی عبور از دیود باعث شدید موضعی حرارت ذوب اتصال و metallisation و تشکیل یک سیلیکون-آلومینیوم آلیاژ, که, کوتاه, ترمینال. این است که گاهی اوقات به عمد استفاده می شود به عنوان یک روش hardwiring اتصالات از طریق فیوز.
- Latchups (هنگامی که دستگاه در معرض بیش از حد و یا undervoltage پالس); های انگلی ساختار به عنوان یک اقدام باعث SCR پس از آن ممکن است باعث یک overcurrent بر اساس شکست است. در ICs latchups طبقه بندی شده به عنوان داخلی (مانند خط انتقال و بازتاب های زمین پرش) و یا خارجی (مانند سیگنال های معرفی شده از طریق I/O pins و کيهانی); خارجی latchups می تواند باعث تخلیه الکترواستاتیک در حالی که داخلی latchups نمی تواند. Latchups می توان با هزینه حامل های تزریق به تراشه بستر و یا یکی دیگر از latchup; JEDEC78 استاندارد آزمون حساسيت به latchups.
تخلیه الکترواستاتیک[ویرایش]
الکترواستاتیک تخلیه بار الکترواستاتیک (ESD) یک زیرگروه برق overstress و ممکن است باعث فوری دستگاه نارسایی دائمی پارامتر شیفت و نهفته آسیب باعث افزایش نرخ تخریب. آن را تا حداقل یکی از سه اجزای موضعی تولید حرارت بالا و چگالی جریان بالا و گرادیان میدان الکتریکی; طولانی مدت حضور جریان های چند آمپر انتقال انرژی به دستگاه ساختار به علت آسیب. ESD در مدارهای باعث damped موج با سرعت متناوب قطب اتصالات تاکید کرد در همان شیوه ای; این چهار پایه مکانیسم:[۹]
- اکسید شکست اتفاق می افتد در زمینه نقاط قوت بالا 6-10 MV/سانتی متر است.
- اتصال آسیب تجلی به عنوان معکوس-تعصب نشت را افزایش می دهد به نقطه اتصال کوتاه.
- Metallisation و polysilicon شغلی که در آن آسیب محدود به فلز و polysilicon اتصالات نازک فیلم مقاومت و منتشر مقاومت است.
- هزینه تزریق آن حامل های تولید شده توسط بهمن تفکیک در حال تزریق به لایه اکسیدی است.
- اتصال شغلی که در آن یک مسیر رسانا اشکال از طریق اتصال و کوتاه آن
- Metallisation شغلی که در آن ذوب یا تبخیر بخشی از این فلز اتصال قطع آن
- اکسید پانچ-از طریق شکل گیری یک مسیر رسانا از طریق لایه عایق بین دو هادی یا نیمه هادی ها; دروازه اکسیدهای هستند باریکترین و در نتیجه حساس ترین. آسیب دیده ترانزیستور را نشان می دهد یک کم مي اتصال بین دروازه و تخلیه پایانه است.
یک پارامتری شکست تنها تغییر پارامترهای دستگاه و ممکن است آشکار در تست استرس; گاهی به درجه ای از آسیب می تواند پایین تر در طول زمان. نهفته ESD حالت شکست رخ می دهد در یک تاخیر مد و عبارتند از:
- عایق آسیب تضعیف عایق سازه.
- اتصال آسیب های کاهش اقلیت حامل طول عمر, افزایش رو به جلو-تعصب مقاومت و افزایش معکوس-تعصب نشت.
- Metallisation آسیب توسط هادی تضعیف.
شکست فاجعه بار نیاز به بالاترین تخلیه ولتاژ ساده ترین راه برای تست و نادرترین رخ می دهد. پارامتری شکست رخ می دهد در میانی تخلیه ولتاژ و بیشتر رخ می دهد با نهفته شکست شایع ترین است. برای هر پارامتری شکست وجود دارد 4-10 نهفته هستند.[۱۰] Modern VLSI circuits بیشتر ESD حساس با کوچکتر امکانات پایین خازن و ولتاژ بالاتر-به-اتهام نسبت. سیلیکون رسوب رسانا لایه باعث می شود آنها را بیشتر رسانا کاهش مقاومت بالاست که دارای یک نقش حفاظتی است.
این دروازه اکسید برخی از ماسفت می تواند آسیب دیده توسط 50 ولت پتانسیل دروازه جدا شده از اتصال و پتانسیل جمع آوری آن باعث استرس شدید در نازک دی الکتریک لایه; تاکید اکسید می خرد و شکست بلافاصله. دروازه اکسید خود را نمی شکست اما بلافاصله می تواند شتاب استرس ناشی از جریان نشتیهای اکسید آسیب منجر به تاخیر افتاد شکست بعد از عملیات طولانی مدت ساعت بر روی تراشه خازن با استفاده از اکسید و یا نیترید dielectrics نیز آسیب پذیر است. ساختارهای کوچک تر بیشتر آسیب پذیر به دلیل پایین خازنمعنی همان مقدار از هزینه حمل و هزینه خازن به ولتاژ بالاتر. همه لایه نازک از dielectrics آسیب پذیر هستند; از این رو تراشه های ساخته شده توسط فرآیندهای به کارگیری ضخیم اکسید لایه ها کمتر آسیب پذیر است.[۱۱]
جریان ناشی از شکست شایع تر است, اختلال دوقطبی اتصال دستگاه های که در آن شاتکی و اتصالات PN غالب هستند. بالا قدرت تخلیه بالا 5 کیلووات برای کمتر از یک میلیونیم ثانیه می تواند ذوب و vaporise مواد. نازک فیلم مقاومت ممکن است ارزش خود را تغییر مسیر تخلیه تشکیل سراسر آنها و یا داشتن بخشی از فیلم نازک بخار; این می تواند مشکل ساز در دقت برنامه های کاربردی که در آن چنین ارزش حیاتی هستند.[۱۲]
جدیدتر CMOS خروجی بافر با استفاده از به آرامی آلاييده سیلیسید تخلیه بیشتر ESD حساس; N-channel راننده معمولا دچار آسیب در اکسید لایه یا n+/p خوبی جانکشن. این ناشی از زمان ازدحام در طول snapback از انگلی NPN ترانزیستور.[۱۳] در P/NMOS توتم-قطب ساختار ترانزیستور NMOS است که تقریبا همیشه یکی از آسیب دیده است.[۱۴] ساختار اتصال تأثیرات آن ESD حساسيت; گوشه و نقص می تواند منجر به زمان تراکم کاهش آسیب آستانه. رو به جلو-گرایش اتصالات کمتر حساس هستند نسبت معکوس دارد آنهایی که به دلیل ژول گرما از جلو مغرضانه اتصالات است از بین می رود از طریق یک لایه ضخیم تر از مواد نسبت به باریک تخلیه منطقه در جهت معکوس-گرایش اتصال.[۱۵]
منفعل عنصر شکست[ویرایش]
مقاومت[ویرایش]
- نقص ساخت و باعث مشکلات متناوب. برای مثال نادرست ديگر درپوش کربن یا فلز مقاومت می تواند شل و از دست دادن تماس و مقاومت-به-کلاه مقاومت در برابر تغییر مقادیر مقاومت[۱۶]
- Surface-mount مقاومت لایه لایه شدگی که در آن مواد متفاوت پیوستن به مانند بین سرامیک بستر و لایه مقاومتی است.[۱۷]
- نشرم نازک فیلم مقاومت در مدارهای یکپارچه حمله فسفر از غیر فعال کننده مشهور, شیشه, فولاد ضد زنگ آنها و افزایش مقاومت در برابر آنها.[۱۸]
- مقاومت SMD با نقره metallization از مخاطبین رنج مدار باز شکست در یک گوگردغنی از محیط زیست با توجه به تجمع سولفید نقره.[۱۹]
- مس رشد دندریت ها از مس(II) اکسید موجود در برخی از مواد (مانند لایه تسهیل چسبندگی metallization به سرامیک سوبسترا) و پل زدن پیرایش بریدگی حافظه.[۲۰]
بتنتمترس و طرمرس[ویرایش]
بتنتمترس و پرچین ها و ترمینال الکترومکانیکی قطعات حاوی مقاومتی مسیر با برف پاک کن قابل تنظیم تماس بگیرید. همراه با شکست در حالت عادی مقاومت سایش مکانیکی در برف پاک کن و مقاومتی لایه خوردگی سطح آلودگی و مکانیکی تغییر شکل ممکن است منجر به متناوب راه-برف پاک کن مقاومت در برابر تغییرات است که یک مشکل با تقویت کننده های صوتی. انواع بسیاری هستند و نه کاملا مهر و موم شده با آلاینده و رطوبت ورود به بخش; به خصوص آلوده مشترک است و لحیم کاری شار. مکانیکی تغییر شکل (مانند اختلال برف پاک کن-راه تماس با ما) می تواند رخ دهد مسکن warpage در طول لحیم کاری یا فشار مکانیکی در طول نصب. استرس بیش از حد منجر می شود بستر ترک خوردگی و باز شکست زمانی که کرک نفوذ مقاومتی, مسیر.
خازن[ویرایش]
خازن های آنها مشخص می شود خازنهای انگلی مقاومت سری و موازی ولتاژ شکست و عامل اتلاف; هر دو انگلی پارامترها اغلب فرکانس و ولتاژ-وابسته است. ساختاری خازن تشکیل شده از الکترود جدا شده توسط یک دی الکتریک اتصال آگهی و مسکن; خراب شدن هر یک از این ممکن است باعث پارامتر شیفت و یا شکست است. Shorted شکست و نشت با توجه به افزایش موازی مقاومت انگلی شایع ترین حالت شکست از خازن و به دنبال آن باز شکست.[نیازمند منبع] برخی از نمونه هایی از خازن شکست عبارتند از:
- شکست دی الکتریک با توجه به افزایش ولتاژ یا پیری عایقی اتفاق می افتد زمانی که فروپاشی ولتاژ کمتر از ولتاژ است. برخی از انواع خازن "خود التیام" به عنوان داخلی قوس تبخیر نقاط الکترود در اطراف نقطه شکست خورده است. دیگران به شکل یک مسیر رسانا از طریق دی الکتریک منجر به اتصال کوتاه و یا از دست دادن بخشی از مقاومت دی الکتریک.
- مواد الکترود مهاجرت در سراسر دی الکتریک تشکیل مسیرهای رسانا.
- آگهی های جدا شده از خازن با دست زدن به خشن در طول ذخیره سازی و مونتاژ و یا عملیات منجر به شکست است. شکست رخ می دهد نامرئی در داخل بسته بندی و قابل اندازه گیری است.
- افزایش عامل اتلاف با توجه به آلودگی خازن مواد به خصوص از شار و حلال باقی مانده است.
خازن های الکترولیتی[ویرایش]
علاوه بر مشکلات ذکر شده در بالا خازن الکترولیتی رنج می برند از این شکست:
- آلومینیوم نسخه از خود الکترولیت خشک کردن تدریجی نشت معادل سری مقاومت و از دست دادن خازن. اتلاف انرژی بالا موج دار شدن جریان های داخلی و مقاومت باعث افزایش خازن داخلی متوسط فراتر از مشخصات تسریع زوال رای; مانند خازن شکست معمولا کوتاه است.
- الکترولیت آلودگی (مانند رطوبت) زنگ الکترود منجر به از دست دادن خازن و شلوارک.
- الکترولیت ها در حال تحول یک گاز افزایش فشار داخل خازن مسکن و گاهی اوقات باعث انفجار; به عنوان مثال خازن طاعون.[نیازمند منبع]
- تانتال نسخه بودن الکتریکی به اندازه دائم اهانت آمیز دی الکتریک و گاهی اوقات باعث باز یا کوتاه شکست. سایت های که نتوانسته اند در این راه معمولا قابل مشاهده به عنوان یک تغییر رنگ دی الکتریک و یا به عنوان محلی ذوب آند.
اکسید فلز أشباه الموصلات[ویرایش]
اکسید فلز أشباه الموصلات به طور معمول با مقاومت کمتر به عنوان آنها را حرارت بالا; اگر متصل به طور مستقیم در سراسر از یک قدرت اتوبوس برای حفاظت در برابر برق گذرایک varistor با کاهش ماشه ولتاژ می توانید اسلاید به فاجعه بار حرارتی فراری و گاهی اوقات یک انفجار یا آتش سوزی.[۲۱] برای جلوگیری از این گسل زمان به طور معمول محدود است توسط یک فیوز حرارتی مدار شکن و یا دیگر زمان محدود کننده دستگاه.
منابع[ویرایش]
- ↑ STFA 2001: proceedings of the 27th International Symposium for Testing and Failure Analysis: 11–15 November 2001, Santa Clara Convention Center, Santa Clara, California, p. 267 شابک ۰−۸۷۱۷۰−۷۴۶−۲
- ↑ Shangguan, Dongkai (2005-12-05). "Lead-free solder interconnect reliability". ISBN 978-0-87170-816-8.صفحه پودمان:Citation/CS1/en/styles.css محتوایی ندارد.
- ↑ Holm, Ragnar (1958). Electric Contacts Handbook (3rd ed.). Springer-Verlag, Berlin / Göttingen / Heidelberg. pp. 331–342.صفحه پودمان:Citation/CS1/en/styles.css محتوایی ندارد.
- ↑ "Lab Note #105 Contact Life - Unsuppressed vs. Suppressed Arcing". Arc Suppression Technologies. August 2011. Retrieved March 10, 2012.صفحه پودمان:Citation/CS1/en/styles.css محتوایی ندارد.
- ↑ Corrosion and reliability of electronic materials and devices: proceedings of the Fourth International Symposium. The Electrochemical Society. 1999. p. 251. ISBN 1-56677-252-4.صفحه پودمان:Citation/CS1/en/styles.css محتوایی ندارد.
- ↑ Microelectronics failure analysis: desk reference By Electronic Device Failure Analysis Society. Desk Reference Committee, ASM International, 2004 شابک ۰−۸۷۱۷۰−۸۰۴−۳ p. 79
- ↑ Chapter 4. Basic Failure Modes and Mechanisms, S. Kayali
- ↑ What is IDSS of a FET Transistor?
- ↑ ESD protection device and circuit design for advanced CMOS technologies By Oleg Semenov, Hossein Sarbishaei, Manoj Sachdev, Springer, 2008, p. 4 شابک ۱−۴۰۲۰−۸۳۰۰−۹
- ↑ R. W. Welker; Ramamurthy Nagarajan; Carl E. Newberg (2006). Contamination and ESD control in high-technology manufacturing. John Wiley and Sons. p. 68. ISBN 0-471-41452-2.صفحه پودمان:Citation/CS1/en/styles.css محتوایی ندارد.
- ↑ 黑斯廷斯 (2004). The art of analog layout. 清华大学出版社. p. 120. ISBN 7-302-08226-X.صفحه پودمان:Citation/CS1/en/styles.css محتوایی ندارد.
- ↑ John M. Kolyer; Donald E. Watson (1996). ESD from A to Z: electrostatic discharge control for electronics. Springer. p. 32. ISBN 0-412-08381-7.صفحه پودمان:Citation/CS1/en/styles.css محتوایی ندارد.
- ↑ G. Theodore (1990). Esd Program Management: A Realistic Approach to Continuous Measurable Improvement in Static Control. Springer. p. 67. ISBN 0-412-09781-8.صفحه پودمان:Citation/CS1/en/styles.css محتوایی ندارد.
- ↑ Modeling of electrical overstress in integrated circuits By Carlos Hernando Díaz, Sung-Mo Kang, Charvaka Duvvury, Springer,1995, p. 3 شابک ۰−۷۹۲۳−۹۵۰۵−۰
- ↑ Milton Ohring (1998). Reliability and failure of electronic materials and devices. Academic Press. p. 349. ISBN 0-12-524985-3.صفحه پودمان:Citation/CS1/en/styles.css محتوایی ندارد.
- ↑ Electronic Materials Handbook: Packaging By Merrill L. Minges, ASM International. Handbook Committee, 1989, p. 970 شابک ۰−۸۷۱۷۰−۲۸۵−۱
- ↑ Handbook of case histories in failure analysis, Volume 2 By Khlefa Alarbe Esaklul, ASM International,1993 شابک ۰−۸۷۱۷۰−۴۹۵−۱
- ↑ Hybrid microcircuit technology handbook: materials, processes, design, testing and production By James J. Licari, Leonard R. Enlow, William Andrew,1998 شابک ۰−۸۱۵۵−۱۴۲۳−۹ p. 506
- ↑ Microelectronic failure analysis: desk reference: 2002 supplement By Thomas W. Lee, ASM International, 2002, p. 161 شابک ۰−۸۷۱۷۰−۷۶۹−۱
- ↑ Istfa 2008: International Symposium for Testing and Failure Analysis ASM International, 2008, p. 61 شابک ۰−۸۷۱۷۰−۷۱۴−۴
- ↑ Brown, Kenneth (March 2004). "Metal Oxide Varistor Degradation". IAEI Magazine. Retrieved 2011-03-30.صفحه پودمان:Citation/CS1/en/styles.css محتوایی ندارد.
- ↑ Sykes, Bob (June 2010). "Why test bonds?". Global SMT & Packaging magazine.صفحه پودمان:Citation/CS1/en/styles.css محتوایی ندارد.
- ↑ Herfst, R.W., Steeneken, P.G., Schmitz, J., Time and voltage dependence of dielectric charging in RF MEMS capacitive switches, (2007) Annual Proceedings - Reliability Physics (Symposium), art. no. 4227667, pp. 417-421.
This article "خطای قطعات الکترونیکی" is from Wikipedia. The list of its authors can be seen in its historical and/or the page Edithistory:خطای قطعات الکترونیکی. Articles copied from Draft Namespace on Wikipedia could be seen on the Draft Namespace of Wikipedia and not main one.
