電子設備中大部分故障,究其最終原因都是由于電子元器件失效引起的。如果熟悉了元器件的失效原因,及時定位到元器件的故障原因,就能及時排除故障,讓設備正常運行。電子元器件技術的快速發(fā)展和可靠性的提高奠定了現(xiàn)代電子裝備的基礎,元器件可靠性工作的根本任務是提高元器件的可靠性。
電子元器件失效分析方法
1、拔出插入法
拔出插入法是指通過對組件板或者插件板拔出又插入的過程進行監(jiān)視,以此為根據(jù),判斷拔出插入的連接界面是否就是故障發(fā)生的地方。值得注意的是,采用拔出插入法進行失效分析時,在組件板或者插件板拔出又插入的過程當中,會存在特殊狀況,即狀態(tài)發(fā)生改變的地方有時不僅是連接接口,還有可能是其他部位。所以在應用拔出插入法時,要注意觀察每個部位及微妙的變化,才能做出正確的判斷。
2、感官辨別法
通過眼觀部件外形、手觸感知部件溫度與軟硬程度、鼻嗅味道、耳聽聲音,判斷是否存在異常的方式即為感官辨別法。感官辨別法操作簡便、省錢,只是能夠辨別的內(nèi)容會受感官能力的制約。
3、電源拉偏法
電源拉偏法是指把正常的電源與電壓拉偏,使其處于非正常狀態(tài),然后暴露出薄弱環(huán)節(jié)或故障,進而可以反映出故障或瀕臨故障的組件、元器件部位。這種方法一般用在由于工作時間較長導致的故障或初步判斷是電網(wǎng)波動引發(fā)故障的情況。值得提醒的是,電源拉偏法具有一定的破壞性,使用這種方法前一定要檢查保險系數(shù)或其他因素,切記勿隨便使用。
4、換上備件法
通過對被取下值得懷疑的元器件或部件的監(jiān)視,然后把合格的備件換上之后,再對出現(xiàn)的故障現(xiàn)象進行對比分析,如看其故障現(xiàn)象有無消失,最后確定故障源點是否處于被取下的部件中,這種方法即為換上備件法。
常用手段
電測:連接性測試 電參數(shù)測試 功能測試
無損檢測:
開封技術(機械開封、化學開封、激光開封)
去鈍化層技術(化學腐蝕去鈍化層、等離子腐蝕去鈍化層、機械研磨去鈍化層)
微區(qū)分析技術(FIB、CP)
制樣技術:
開封技術(機械開封、化學開封、激光開封)
去鈍化層技術(化學腐蝕去鈍化層、等離子腐蝕去鈍化層、機械研磨去鈍化層)
微區(qū)分析技術(FIB、CP)
顯微形貌分析:
光學顯微分析技術
掃描電子顯微鏡二次電子像技術
表面元素分析:
掃描電鏡及能譜分析(SEM/EDS)
俄歇電子能譜分析(AES)
X射線光電子能譜分析(XPS)
二次離子質(zhì)譜分析(SIMS)
無損分析技術:
X射線透視技術
三維透視技術
反射式掃描聲學顯微技術(C-SAM)
電子元器件的主要失效模式包括但不限于開路、短路、燒毀、爆炸、漏電、功能失效、電參數(shù)漂移、非穩(wěn)定失效等。