失效物理
正文
研究電子產品在各種應力下發生失效的內在原因及其機理的科學，又稱可靠性物理。失效物理研究的主要內容是：觀測各種失效現象及其表現形式（失效模式）與促使失效產生的誘因（應力，包括工作應力、環境應力和時間應力）之間的關係和規律；在原子和分子的水平上探討、闡明與電子元件和材料失效有關的內部物理、化學過程（失效機理）；在查清失效機理的基礎上，為排除和避免失效、提高電子產品的可靠性提出相應的對策。最常見的引起失效的物理、化學過程包括：①擴散（體擴散、表面擴散）；②晶體結構缺陷（缺位、多餘原子、位錯等）的遷移和擴展;③材料的形變和破壞(彈性形變、塑性形變、蠕變、脆性斷裂和延性斷裂等);④氧化和腐蝕（電腐蝕、化學腐蝕）；⑤原子、分子內部結合力的變化；⑥老化（光老化和熱老化等）；⑦機械磨損。
失效物理的研究分為 6個步驟進行。①調查失效產品和收集失效數據：其中包括失效時間、失效時產品所處的環境、應力情況或工作條件、失效現象的觀察和記錄等。②鑑定失效模式：對所觀測的失效現象進行鑑別分類，明確它可能同產品的哪一部分有關。③描述失效特徵：以相應的形狀、大小、位置、顏色、化學組成或金相、機械結構、物理或電性能等形式，科學地表征與失效模式有關的失效現象或效應。④失效機理假設：根據失效特徵，結合材料性質、製造工藝和產品設計理論以及實踐經驗，提出可能導致這種失效模式產生的內因和外因，從分子、原子的觀點闡明或解釋其具體的物理、化學過程。⑤驗證：通過有關實驗，驗證失效機理假設的正確性。若假設不正確，則重新假設另一種失效機理，再予以驗證。⑥反饋和糾正措施：將失效分析結果及時反饋到設計和製造部門，同時提出可能採取的糾正措施。
失效物理的研究和分析需要採用多種分析方法和使用多種儀器設備。每種方法只是對失效產品的某一方面起作用；因此,為了從同一失效樣品取得更多的信息,以便互相補充和證實，更準確地確定樣品失效的真正原因，往往需要同時採用幾種分析方法。分析方法的選擇原則是先進行非破壞性分析，後進行破壞性分析，既要防止掩蓋導致失效的跡象或原因，又要防止引進新的非固有的失效因子。
