一、各類電子元器件的失效分析
各類電子元器件的失效可經(jīng)歷三個(gè)階段，即早期失效期、正常失效期和退化期，如圖1所示。
在早期失效階段，有缺陷的、受污染的或處于臨界狀態(tài)的電子元器件會(huì)在這個(gè)時(shí)期失效而暴露出來(lái)。這個(gè)階段時(shí)間很短，有的元器件僅幾天
使會(huì)失效，早早地便被淘汰。正常失效期為元器件的正常工作階段，也是元器件的壽命期限；不同類別的電子元器件有著不同的正常失效期、即有著不同的壽命期。一般元器件的壽命期為10年左右。電子元器件在經(jīng)過(guò)正常失效期的長(zhǎng)期工作后，便會(huì)出現(xiàn)老化，此時(shí)幾器件便進(jìn)入了退化期，其失效率會(huì)逐漸增高。
二、失效分析在提高產(chǎn)品質(zhì)上所發(fā)揮的作用
電子元器件的失效分析就是通過(guò)對(duì)應(yīng)用中出現(xiàn)的失效元器件進(jìn)行物理、化學(xué)、金相等試驗(yàn)及各種測(cè)試，確定元器件失效的模式，分析造成元器什失效的性質(zhì)，尋找出元器件失效的原因，為提高元器件固有質(zhì)量和應(yīng)用的習(xí)靠性提供科學(xué)依據(jù)，以便制定出糾正和改進(jìn)措施
。
加強(qiáng)電子元器件的失效分析，也是改進(jìn)電子設(shè)備質(zhì)量最積極、最根本的辦法。可有效地提高元器件固有可靠性和應(yīng)用可靠性，這對(duì)提高整機(jī)產(chǎn)品的可靠性有看十分重要的意義。
失效分忻在提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠吐方面所發(fā)揮的作用有以下幾點(diǎn)：
①失效分析可為元器件乍產(chǎn)單位提供質(zhì)量信息，為他們改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)星提供依據(jù)，有效地提高電子元器件的固有可靠性。
②失效分析可尋找出元器件應(yīng)用失效的原因，為整機(jī)生產(chǎn)單位提供改進(jìn)工作建議．以便采取積極措施糾正設(shè)計(jì)或應(yīng)用不當(dāng)出現(xiàn)的問(wèn)題，提向元器件的耐用可靠性。
③失效分析以確定電子元器件的失效性質(zhì)和失效原因，為處理出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題提供科學(xué)依據(jù)。
三、引起電子元器件失效的主要原因
電子元器件的主要失效原因討可分為兩類，即元器件固有缺陷引起的失效和使用不當(dāng)引起的失效。據(jù)統(tǒng)汁，這兩類失效的比率大約各占50％。元器件固有的缺陷大多是由于設(shè)汁材料、生產(chǎn)工藝中存在問(wèn)題，使元器留下潛在隱患．當(dāng)這些元器裝入整機(jī)使用—段時(shí)間后，在外界各種應(yīng)力的作用下，最終發(fā)生失效；而元器件應(yīng)用不當(dāng)形成的失效原因主要有以下幾個(gè)方面
1. 設(shè)計(jì)不當(dāng)
設(shè)計(jì)不當(dāng)可分為電路設(shè)計(jì)不當(dāng)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)及工藝設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)取o(wú)論哪種設(shè)計(jì)不當(dāng),都會(huì)使元器件在應(yīng)用時(shí)受損而失效。設(shè)汁不當(dāng)造成元器件的失效率較高，且會(huì)反復(fù)出現(xiàn)。
例如，某整機(jī)上的CMOS
集成電路，在低溫條件下工作失常，而在常溫下又恢復(fù)正常工作。造成這種失效的原因足CMOS電路在低溫下工作時(shí)，其延遲時(shí)間縮短了將近40％，使電路的邏輯關(guān)系發(fā)生錯(cuò)誤。這說(shuō)明在電路設(shè)計(jì)時(shí)沒有；考慮CMOS電路的這—特點(diǎn).
2．元器件選型不當(dāng)
元器件選型不當(dāng)也是電子設(shè)備經(jīng)常發(fā)生失效的原因之一、主要是設(shè)汁人員對(duì)元器件參數(shù)及性能了解不全面或考慮不周，致使設(shè)計(jì)個(gè)所選用的元器件無(wú)法滿足電路要求。元器件選型不當(dāng)會(huì)造成在使用過(guò)程中大量的元器件失效。
例如，如圖2所示的三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓電路，在高溫下試驗(yàn)時(shí)經(jīng)常發(fā)生C1鉭電解
電容器擊穿失效、造成這種失效的原因是C1的耐壓參數(shù)選擇得過(guò)低，當(dāng)C1在高溫條件下使用時(shí)，其
漏電流便會(huì)明顯上升，其耐壓的溫度降額系數(shù)已不容忽視。如果考慮到
電源波形脈沖因素和其他雜波尖峰，C1的耐壓降額系數(shù)選0.7較為合適：將
電容器更改為100uF/35V，便不會(huì)出現(xiàn)C1的失效現(xiàn)象。
3.操作失誤
在裝配電子元器件時(shí)，操作失誤也是造成元器件經(jīng)常出現(xiàn)失效的原因之一、例如電解電容極性裝反引起的爆炸、
半導(dǎo)體三極管極性加反引起的燒毀失效、裝配中元器件機(jī)械應(yīng)力過(guò)大而開裂變形等。
4．過(guò)電應(yīng)力損傷
過(guò)電應(yīng)力引起的元器件失效占總失效數(shù)的比率很大，它發(fā)生在元器件的測(cè)試、篩選、裝配、調(diào)試及工作運(yùn)行的各階段，其原因是多種多樣的。例如，CMOS電子器件對(duì)靜電非常敏感，當(dāng)使用環(huán)境產(chǎn)生的靜電超過(guò)電子元器件的靜電閉值時(shí)，元器件就會(huì)出現(xiàn)過(guò)電應(yīng)力損傷而失效。
5．裝配工藝及裝配環(huán)境的影響
在電子設(shè)備的裝配過(guò)程中，電子元器件安裝與焊接的質(zhì)量以及裝配環(huán)境的好壞，不但直接關(guān)系到電子設(shè)備的技術(shù)性能，而且還會(huì)對(duì)元器件的應(yīng)用可靠性帶來(lái)影響。
元器件位置的排列對(duì)電子設(shè)備的性能影響很大，排列不當(dāng)還會(huì)引起元器件的失效。例如，若把電解
電容器安裝在功率較大的電阻旁邊，電阻產(chǎn)生的熱量就會(huì)使
電容器的電解質(zhì)熔化，使電解
電容器過(guò)早失效。又如，當(dāng)元器件排列的距離過(guò)小時(shí)，很容易發(fā)生擊穿打火，使元器件失效。
元器件的固定也很重要，若體積大的元器件光靠焊接來(lái)固定而不采取其他固定措施，元器件就經(jīng)受不起使用中的沖擊和震動(dòng)，不可能長(zhǎng)時(shí)間地可靠工作。
電子元器件的焊接質(zhì)量直接關(guān)系到電子設(shè)備是否可靠地工作，甚至?xí)?dǎo)致元器件失效。元器件在焊接時(shí)，如果焊點(diǎn)內(nèi)部沒有完全熔合，這樣的焊點(diǎn)破稱為虛焊點(diǎn)，極易造成電路斷路。產(chǎn)生虛焊點(diǎn)的主要原因除了元器件本身的可焊性差以外，元器件引線、導(dǎo)線和焊片表面不清潔以及焊料質(zhì)量不好往往是主要方而。據(jù)統(tǒng)計(jì)，由于焊接質(zhì)量不好而產(chǎn)生電子設(shè)備故障的情況占全部故障的20％左右。焊接用的焊劑最好不要用酸性焊劑，因?yàn)樗嵝院竸?huì)使元器件產(chǎn)生銅綠，最后被腐蝕，直至元器件引腳發(fā)生霉斷而失效。
