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集成电路失效分析概述

在加速试验进行过程中,通常会在不同的时间里对试验样品进行电学性能测试,测试通
过的样品继续进行试验,测试没有通过的样品,则要进行失效分析。器件电学性能测试
异常,通常有三种情况:开路、短路、电参数漂移。
器件失效常常有二种情况,一种是所谓的过载(overstress),另一种是破损(wearou
t)。前一种的失效是瞬时的、灾难性的,后一种是累积的,漫长的,首先表现在器件性
能的衰退,然后才是器件失效。引起器件失效的机理有多种,但常与金属部件的锈蚀联
系在一起,造成锈蚀的原因包括机械、热、电学、辐射、化学(mechanical、thermal、
electrical、radiation、chemical)等诱导因素。在机械方面,包括一般的冲击、振动
(如汽车发动机罩下面的电子装置)、填充料颗粒在硅芯片上产生的应力、惯性力(如
加农炮外壳在发射时引信受到的力)等,这些负荷对材料和结构的响应有弹性形变、塑
性形变、弯曲(buckle)、脆性或柔性断裂(fracture)、界面分层、疲劳裂缝产生及
增殖、蠕变(creep)及蠕变开裂等;在热学方面,包括芯片粘结剂固化时的放热、引线
键合前的预加热、成型工艺、后固化、邻近元器件的重新加工(rework)、浸锡、波峰
焊、回流焊等,热负荷造成的影响在于材料的热膨胀,由于材料之间的CTE失配,引起局
部应力,导致失效;在电学方面,突然的电冲击(如汽车发动时的点火)、由于电压不
稳和电传输过程中突然的振荡(如接地不良)而引起的电流波动、静电电荷、电过载或
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