芯片封裝的可靠性試驗失效分析 

失效的分類 

在電子元器件的失效物理與失效分析中，常用的失效類型有以下幾種：

 1．從失效率浴盆曲線區分

    在大量電子元器件的使用及試驗中，獲得了大量失效率λ(t)(元器件在t時刻尚未失效，在t時刻后的單位時間內發生失效的概率)和時間的關系曲線，因其形狀像浴盆故得名為浴盆曲線。如圖3-1所示，就是浴盆曲線的圖片。早期失效是浴盆曲線的盆邊，失效率較高，早期失效的失效因素較簡單，有一定的普遍性。不同批次，不同晶體，不同工藝的元器件其早期失效的延續時間，失效比例是不同的。嚴格的工藝操作和工序檢驗，可以減少這個階段的失效。給予適當的應力，進行合理的篩選，可使元器件在正式使用時早把早期失效的元器件剔除掉，使元器件的失效率達到或接近偶然失效的較高可靠性水平。這也是元器件生產廠及使用方進行例行篩選試驗的目的。顯然試驗時間過長，施加應力過大，又會損壞元器件的平均壽命(元器件失效的平均時間)。

    浴盆曲線的盆底平坦段是偶然失效階段。此階段失效率低且變化不大，近似為常數，是元器件較好的使用期。偶然失效時電子元器件中多種不很嚴格的偶然失效因素發生的失效。耗損失效時電子元器件由于老化，磨損，損耗，疲勞等帶有一定全局性的原因造成的失效。此時元器件進入嚴重的損傷期，失效率隨時間的延續而明顯上升。  2．失效按性質及性質變化區分

 (1)致命失效致命失效是指電子元器件完全喪失規定功能而無法恢復的一類失效。例如:膜電容器或MOS電容器的瞬時電擊穿，導致極間形成短路，使電容器完全喪失功能且不能恢復。

 (2)漂移性失效元器件的一個或某些基本參數發生漂移，退化性變化超過規定值，以致不能完成規定功能的失效，如電阻器的阻值變化超過允許范圍，半導體器件反向漏電流超差，連接器或開關等接插件的接觸不良，在規模集成電路中MOSFET的閥值電壓退化等。

 (3)間竭失效元器件在使用或試驗過程中呈現出時好時壞的一類失效。如：元器件的封殼內混有導電性的多與無顆粒及表面的沾污會引起瞬時的斷路。元器件的接點虛焊也會引起間竭失效。

 3．失效的起源和失效的場合

 (1)人為失效屬于人為的使用，操作所引起的元器件失效，其中使用失效時在元器件使用時由于超過其規定能承受的應力所引起的失效。而誤操作失效是由于錯誤或不小心操作而發生的失效。例如，使用時加在器件上的正負電極接錯屬于無操作，由此引起失效為誤操作失效，也就是人為失效。又如，加在元器件上電負荷超過規定引起失效屬誤用失效，也屬于人為失效。

 (2)現場失效元器件在現場使用或工作時發生的失效。

 (3)試驗失效元器件在施加一定應力條件的試驗時引起的失效。

 4．失效的關聯性

 在失效分析時，區別非關聯失效和關聯失效是很重要的。在分析失效的成因及元器件 在可靠性的改進措施中，必須將這兩類失效區分開來。

 (1)非關聯失效或獨立失效它們是按失效是否與系統中其他器件的影響有關而區分的。非關聯(獨立)失效是元器件失效是元器件失效，由其本身原因造成，和系統中其他元器件，部件等的影響無關。例如：電容器在規定的工作條件和時間內因電解質的燒化引起電解老化失效。

 (2)關聯失效或從屬失效元器件的失效是其他部件先失效而引起的一種連帶失效。例如，電容器本身工作沒有失效，但因電路中其他部分的失效，如穩壓部分失效，引起加在電容器上的兩端電壓大大超過其額定值以致產生擊穿失效，這種電容器失效是關聯失效或稱從屬失效。