內容簡介
本書是工程套用類書，主要介紹電子元器件失效分析技術。從失效分析概論、失效分析技術、失效分析方法和程式以及失效預防幾個方面的內容，使讀者全面系統地掌握失效分析方面的基礎理論、基本概念，技術和設備、方法和流程，指導開展相關的失效分析工作，並了解失效預防的一些基本方法和手段。
作者簡介
恩雲飛，工業和信息化部電子第五研究所研究員，中國電子學會可靠性分會委員，中國電子學會真空電子分會委員，中國電子學會第八屆理事會青年與志願者工作委員會委員，廣東省電子學會理事，《失效分析與預防》編委會委員，長期從事電子元器件可靠性工作，在電子元器件可靠性物理、評價及試驗方法等方面取得顯著研究成果，先後獲省部級科技獎勵10項，發表學術論文40餘篇，申請及授權國家發明專利10餘項。
目錄
第一篇電子元器件失效分析概論
第1章電子元器件可靠性（2）
1.1電子元器件可靠性基本概念（2）
1.1.1累積失效機率（2）
1.1.2瞬時失效率（3）
1.1.3壽命（5）
1.2電子元器件失效及基本分類（6）
1.2.1按失效機理的分類（7）
1.2.2按失效時間特徵的分類（7）
1.2.3按失效後果的分類（8）
參考文獻（8）
第2章電子元器件失效分析（9）
2.1失效分析的作用和意義（9）
2.1.1失效分析是提高電子元器件可靠性的必要途徑（9）
2.1.2失效分析在工程中有具有重要的支撐作用（10）
2.1.3失效分析會產生顯著的經濟效益（10）
2.1.4小結（11）
2.2開展失效分析的基礎（11）
2.2.1具有電子元器件專業基礎知識（11）
2.2.2了解和掌握電子元器件失效機理（12）
2.2.3具備必要的技術手段和設備（12）
2.3失效分析的主要內容（13）
2.3.1明確分析對象（14）
2.3.2確認失效模式（14）
2.3.3失效定位和機理分析（14）
2.3.4尋找失效原因（14）
2.3.5提出預防和改進措施（15）
2.4失效分析的一般程式和要求（15）
2.4.1樣品信息調查（16）
2.4.2失效樣品保護（16）
2.4.3失效分析方案設計（16）
2.4.4外觀檢查（17）
2.4.5電測試（17）
2.4.6應力試驗分析（18）
2.4.7故障模擬分析（18）
2.4.8失效定位分析（18）
2.4.9綜合分析（21）
2.4.10失效分析結論和改進建議（21）
2.4.11結果驗證（21）
2.5失效分析技術的發展及挑戰（22）
2.5.1定位與電特性分析（22）
2.5.2新材料的剝離技術（22）
2.5.3系統級晶片的失效激發（22）
2.5.4微結構及微缺陷成像的物理極限（22）
2.5.5不可見故障的探測（23）
2.5.6驗證與測試的有效性（23）
2.5.7加工的全球分散性（23）
2.5.8故障隔離與模擬軟體的驗證（23）
2.5.9失效分析成本的提高（23）
2.5.10數據的複雜性及大數據量（23）
2.6結語（24）
參考文獻（24）
第二篇失效分析技術
第3章失效分析中的電測試技術（26）
3.1概述（26）
3.2電阻、電容和電感的測試（27）
3.2.1測試設備（27）
3.2.2電阻測試方法及案例分析（27）
3.2.3電容測試方法及案例分析（29）
3.2.4電感測試方法及案例分析（31）
3.3半導體器件測試（32）
3.3.1測試設備（32）
3.3.2二極體測試方法及案例分析（34）
3.3.3三極體測試方法及案例分析（39）
3.3.4功率MOS的測試方法及案例分析（42）
3.4積體電路測試（46）
3.4.1自動測試設備（46）
3.4.2連線埠測試技術（47）
3.4.3靜電和閂鎖測試（49）
3.4.4IDDQ測試（51）
3.4.5複雜積體電路的電測試及定位技術（52）
參考文獻（53）
第4章顯微形貌分析技術（54）
4.1光學顯微觀察及光學顯微鏡（54）
4.1.1工作原理（54）
4.1.2主要性能指標（55）
4.1.3用途（56）
4.1.4套用案例（56）
4.2掃描電子顯微鏡（57）
4.2.1工作原理（57）
4.2.2主要性能指標（59）
4.2.3用途（60）
4.2.4套用案例（60）
4.3透射電子顯微鏡（61）
4.3.1工作原理（61）
4.3.2主要性能指標（62）
4.3.3用途（63）
4.3.4套用案例（64）
4.4原子力顯微鏡（65）
4.4.1工作原理（65）
4.4.2主要性能指標（66）
4.4.3用途（66）
4.4.4套用案例（67）
參考文獻（68）
第5章顯微結構分析技術（70）
5.1概述（70）
5.2X射線顯微透視技術（70）
5.2.1原理（70）
5.2.2儀器設備（78）
5.2.3分析結果（79）
5.2.4套用案例（80）
5.3掃描聲學顯微技術（84）
5.3.1原理（84）
5.3.2儀器設備（90）
5.3.3分析結果（90）
5.3.4套用案例（91）
參考文獻（92）
第6章物理性能探測技術（94）
6.1光探測技術（94）
6.1.1工作原理（94）
6.1.2主要性能指標（96）
6.1.3用途（96）
6.1.4套用案例（97）
6.2電子束探測技術（99）
6.2.1工作原理（99）
6.2.2主要性能指標（101）
6.2.3用途（101）
6.2.4套用案例（101）
6.3磁顯微缺陷定位技術（102）
6.3.1工作原理（102）
6.3.2主要性能指標（105）
6.3.3用途（106）
6.3.4套用案例（106）
6.4顯微紅外熱像探測技術（108）
6.4.1工作原理（108）
6.4.2主要性能指標（111）
6.4.3用途（111）
6.4.4套用案例（111）
參考文獻（113）
第7章微區成分分析技術（114）
7.1概述（114）
7.2俄歇電子能譜儀（114）
7.2.1原理（114）
7.2.2設備和主要指標（115）
7.2.3用途（117）
7.2.4套用案例（120）
7.3二次離子質譜儀（121）
7.3.1原理（121）
7.3.2設備和主要指標（123）
7.3.3用途（125）
7.3.4套用案例（126）
7.4X射線光電子能譜分析儀（128）
7.4.1原理（128）
7.4.2設備和主要指標（129）
7.4.3用途（131）
7.4.4套用案例（132）
7.5傅立葉紅外光譜儀（133）
7.5.1原理（133）
7.5.2設備和主要指標（135）
7.5.3用途（138）
7.5.4套用案例（142）
7.6內部氣氛分析儀（142）
7.6.1原理（142）
7.6.2設備和主要指標（143）
7.6.3用途（146）
7.6.4套用案例（146）
參考文獻（147）
第8章應力試驗技術（148）
8.1應力影響分析及試驗基本原則（148）
8.2溫度應力試驗（150）
8.2.1高溫應力試驗（150）
8.2.2低溫應力試驗（151）
8.2.3溫度變化應力試驗（152）
8.3溫度—濕度應力試驗（152）
8.3.1穩態濕熱應力試驗（152）
8.3.2交變濕熱應力試驗（153）
8.3.3潮濕敏感性試驗（154）
8.3.4套用案例（154）
8.4電學激勵試驗（155）
8.5振動衝擊試驗（157）
8.6腐蝕性氣體試驗（159）
參考文獻（160）
第9章解剖制樣技術（161）
9.1概述（161）
9.2開封技術（162）
9.2.1機械開封（162）
9.2.2化學開封（163）
9.2.3雷射開封（165）
9.3晶片剝層技術（167）
9.3.1去鈍化層技術（167）
9.3.2去金屬化層技術（169）
9.4剖面制樣技術（170）
9.4.1金相切片（170）
9.4.2聚焦離子束剖面制樣技術（171）
9.5局部電路修改驗證技術（173）
9.6晶片減薄技術（174）
參考文獻（176）
第三篇電子元器件失效分析方法和程式
第10章通用元件的失效分析方法和程式（180）
10.1電阻器失效分析方法和程式（180）
10.1.1工藝及結構特點（180）
10.1.2失效模式和機理（183）
10.1.3失效分析方法和程式（186）
10.1.4失效分析案例（189）
10.2電容器失效分析方法和程式（190）
10.2.1工藝及結構特點（191）
10.2.2失效模式和機理（194）
10.2.3失效分析方法和程式（195）
10.2.4失效分析案例（199）
10.3電感器失效分析方法和程式（201）
10.3.1工藝及結構特點（201）
10.3.2失效模式和機理（203）
10.3.3失效分析方法和程式（203）
10.3.4失效分析案例（204）
參考文獻（205）
第11章機電元件的失效分析方法和程式（206）
11.1電連線器失效分析方法和程式（206）
11.1.1工藝及結構特點（206）
11.1.2失效模式和機理（209）
11.1.3失效分析方法和程式（214）
11.1.4失效分析案例（215）
11.2繼電器的失效分析（222）
11.2.1工藝及結構特點（222）
11.2.2失效模式和機理（226）
11.2.3失效分析方法和程式（229）
11.2.4失效分析案例（231）
參考文獻（237）
第12章分立器件與積體電路的失效分析方法和程式（239）
12.1結構及工藝特點（239）
12.1.1分立器件的主要結構及其生產工藝（239）
12.1.2積體電路的主要結構及其生產工藝（243）
12.2失效模式和機理（246）
12.2.1分立器件的失效模式（246）
12.2.2積體電路的失效模式（247）
12.2.3分立器件的主要失效機理（249）
12.2.4積體電路的主要失效機理（250）
12.3失效分析方法和程式（254）
12.3.1分立器件的失效分析方法和程式（254）
12.3.2積體電路的失效分析方法和程式（256）
12.4失效分析案例（265）
12.4.1分立器件的失效分析案例（265）
12.4.2積體電路的失效分析案例（266）
參考文獻（269）
第13章混合積體電路的失效分析方法和程式（271）
13.1定義和分類（271）
13.1.1混合積體電路的定義（271）
13.1.2混合積體電路的分類（272）
13.2主要結構、工藝及要求（274）
13.2.1電路基本結構（274）
13.2.2厚膜成膜基片（275）
13.2.3薄膜成膜基片（276）
13.2.4多層布線基片（278）
13.2.5內裝元器件（282）
13.2.6元器件組裝與互連（282）
13.2.7外殼封裝（283）
13.3主要失效模式和機理（285）
13.3.1厚膜基片及互連失效（285）
13.3.2薄膜基片及互連失效（287）
13.3.3元器件與厚膜導體的焊接失效（288）
13.3.4元器件與厚膜導體的黏結失效（290）
13.3.5元器件與薄膜基片的焊接失效（291）
13.3.6基板與外殼的焊接失效（292）
13.3.7氣密性封裝失效（292）
13.3.8功率電路過熱失效（294）
13.4失效分析方法和程式（295）
13.4.1失效樣品接收（295）
13.4.2失效信息調查（296）
13.4.3失效分析方案制定（296）
13.4.4非破壞分析（296）
13.4.5破壞分析（297）
13.4.6失效分析報告的編寫（298）
13.5失效分析案例（298）
參考文獻（300）
第14章半導體微波器件的失效分析方法和程式（302）
14.1工藝及結構特點（302）
14.1.1微波分立器件的工藝及結構特點（302）
14.1.2微波單片積體電路的工藝及結構特點（303）
14.1.3微波組件的工藝及結構特點（307）
14.2失效模式和機理（307）
14.2.1微波分立器件的主要失效模式和失效機理（307）
14.2.2微波單片積體電路的主要失效模式和失效機理（308）
14.2.3微波組件的主要失效模式和失效機理（309）
14.3失效分析方法和程式（310）
14.4失效分析案例（311）
參考文獻（314）
第15章板級組件的失效分析方法和程式（315）
15.1印製板工藝技術概述（315）
15.1.1印製電路技術概論（315）
15.1.2印製電路板失效的主要原因與機理分析（319）
15.2電子組裝技術概述（320）
15.2.1電子組裝工藝概述（320）
15.2.2焊點形成過程與影響因素（322）
15.2.3焊點缺陷的主要原因與機理分析（323）
15.3板級組件失效分析基本流程（325）
15.4焊點失效分析方法（326）
15.5板級組件的失效分析案例（327）
15.5.1陽極導電絲（CAF）生長失效（327）
15.5.2焊盤坑裂失效（330）
15.5.3孔銅斷裂失效（335）
參考文獻（337）
第16章電真空器件的失效分析方法和程式（338）
16.1工藝結構及工作原理（338）
16.1.1行波管的工藝結構和工作原理（338）
16.1.2磁控管的工藝結構和工作原理（340）
16.1.3速調管的工藝結構和工作原理（343）
16.2失效模式和機理分析（345）
16.2.1行波管的失效模式及機理分析（346）
16.2.2磁控管的失效模式及機理分析（348）
16.2.3速調管的失效模式及機理分析（351）
16.3失效分析方法和程式（353）
16.4失效分析案例（360）
參考文獻（363）
第四篇電子元器件失效預防
第17章電子元器件失效模式及影響分析方法（366）
17.1FMEA技術背景（366）
17.2電子元器件FMEA方法（369）
17.2.1概述（369）
17.2.2分析目的（369）
17.2.3分析計畫（370）
17.2.4分析程式（370）
17.2.5詳細要求（371）
17.3元器件FMEA套用案例（378）
17.3.1微波功率管FMEA功能單元劃分（378）
17.3.2微波功率管引線鍵合系統的FMEA分析（381）
17.4小結（382）
參考文獻（383）
第18章電子元器件故障樹分析方法（384）
18.1緒論（384）
18.1.1FTA技術的背景（384）
18.1.2元器件FTA的主題內容（385）
18.1.3元器件FTA的適用範圍（385）
18.2模組級產品FTA方法（386）
18.2.1分析目的（386）
18.2.2一般分析程式（386）
18.2.3基於功能邏輯關係的故障樹構建（386）
18.2.4故障樹簡化和模組分解（387）
18.2.5故障樹分析（388）
18.3元器件FTA方法（389）
18.3.1元器件FTA的目的（389）
18.3.2基於失效物理的元器件故障樹構建（389）
18.3.3元器件故障樹簡化和模組分解（392）
18.3.4元器件故障樹定性分析（392）
18.4元器件FTA的套用（394）
18.4.1針對質量問題歸零的元器件FTA方法（394）
18.4.2針對可靠性設計的元器件FTA方法（395）
18.4.3元器件FTA套用案例（396）
參考文獻（400）
第19章工程套用中電子元器件失效預防方法（401）
19.1潮敏防護（401）
19.1.1潮敏失效（401）
19.1.2潮敏在使用上的防護方法（403）
19.1.3案例（407）
19.2機械損傷防護（409）
19.2.1元器件機械損傷的主要表現（409）
19.2.2元器件機械防護措施（412）
19.2.3案例（413）
19.3腐蝕防護（416）
19.3.1腐蝕機理（416）
19.3.2元器件腐蝕防護措施（417）
19.3.3案例（418）
19.4ESD防護（420）
19.4.1靜電的特點及靜電防護要求（420）
19.4.2實踐中的靜電防護及管理措施（423）
19.4.3案例（424）
19.5閂鎖防護（426）
19.5.1閂鎖效應（426）
19.5.2閂鎖發生條件（427）
19.5.3閂鎖防護方法（429）
19.5.4案例（433）
19.6假冒翻新防護（434）
19.6.1概述（435）
19.6.2識別技術及案例（437）
19.6.3防範及控制措施（439）
19.7其他防護（440）
19.7.1混裝工藝防護（441）
19.7.2灰塵的防護（443）
參考文獻（445）
附錄A英文縮略詞及術語（446）
附錄B主要符號表（451）
