集成电路封装级失效及其定位

失效分析中有许多类型的封装级失效。由于封装材料限制或者无损检测要求,无法从外观直接观察到失效点,需要借助于设备进行失效定位才能快速、准确地进行分析。总结了集成电路封装级失效的几种常见失效机理和失效原因,提出三种有效的分析手段和分析方法进行失效定位:X射线检测、超声扫描声学显微镜以及热激光激发光致电阻变化(OBIRCH)技术,分别用于元器件结构观察、不同材料界面特性分析和键合损伤位置定位。从倒装芯片封装、陶瓷封装、塑料封装和金铝键合短路四个失效分析的实际案例出发,阐明三种封装级失效定位手段应用的领域、特点和局限性。结果表明在封装级失效中,通孔断裂开路、焊料桥连短路、键合损伤和界面分层等缺陷能够准确地被定位进而分析。

继电器银基触点的失效形式及防护研究

为了提高大气环境下继电器银基触点的可靠性,通过对银基失效触点进行失效分析、硫化试验箱故障复现,大气环境下硫化腐蚀复现等综合方法对银基触点的硫化失效机理进行了研究。结果表明,大气中含有的H_(2)S和SO^(2-)_(4)等含硫物质易与银基触点发生反应,导致硫化腐蚀,腐蚀产物导致接触电阻增大,甚至导致继电器的闭合失效。基于硫化失效机理,提出了相应的防护方法以预防继电器银基触点硫化。

多层陶瓷电容器开裂失效机理研究及改进建议

为了研究多层陶瓷电容器开裂的失效机理,通过红外热像对电容的失效点进行定位,结合应力应变测试确认基板制造过程中引入的应变大小,采用仿真分析研究基板变形后电容本体的应变分布情况,利用板弯曲试验对电容进行故障复现。结果表明:在基板制造过程中功能测试环节会引起基板变形,变形幅度达到了1 mm,对应的应变大小约为1 000μE,在1 mm的板弯曲深度下,电容底部位置将形成裂纹,裂纹由瓷体表面向电容内部延伸,当裂纹贯穿其内部相邻不相连的内层电极时,会引起电容绝缘电阻的降低失效。基于多层陶瓷电容器裂纹的形成机理,提出相应的优化保护方法以提高电容器的可靠性。

继电器触点表面含磷物质来源分析及改进建议

为了解决继电器触点接触电阻增大的问题,需要针对接触电阻增大的失效机理进行研究,分析导致继电器失效的根本原因,以制定相应的改进措施,提升继电器的可靠性。基于一起继电器接触电阻增大的故障事件,开展失效分析,确定继电器接触电阻增大的失效机理,并对相关机理进行验证分析,结果表明:有机材料中的含磷物质在高温高湿环境中会析出,并在继电器触点表面沉积,最终会引起继电器接触电阻增大失效;在相同的湿度下,随着温度的升高,有机材料中含磷物质的释放程度会加强。基于以上结果,从继电器的生产、选型、使用等过程提出了相应的优化保护方法,以避免出现含磷物质引发继电器接触电阻增大失效的情况。

钛取代锆对(Ca_(0.45)Sr_(0.55))ZrO_3陶瓷介电性能的影响

采用氧化物固相反应法制备了不同摩尔配比的(Ca0.45Sr0.55)(Zr1--xTix)O3介质陶瓷材料,研究了Ti取代Zr对(Ca0.45Sr0.55)(Zr1--xTix)O3晶相结构和介电性能的影响。结果表明:(Ca0.45Sr0.55)ZrO3和(Ca0.45Sr0.55)TiO3在Ti的取代量x≤0.12的范围内完全固溶,无另相存在,Ti取代量对晶粒尺寸的影响不大;随着Ti取代量x的增大,(Ca0.45Sr0.55)(Zr1--xTix)O3陶瓷的相对介电常数(εr)线性地增大,介电常数温度系数(τε)线性地减小,通过调整x的值,可以得到接近于0的τε值;(Ca0.45Sr0.55)(Zr0.96Ti0.04)O3在1 300℃烧结2h,1MHz下εr=35.5、tgδ<1×10--4、τε=3.1×10--6/℃,具有优良的温度、频率和电场稳定性,适合于小尺寸、温度热稳定型(NP0)多层片式陶瓷电容器的制备。