二极管器件漏电失效分析及改进措施

通过外观检查、开盖检查、 I/V曲线测试、微光显微镜观测和扫描电子显微镜检查等分析手段,结合芯片结构,对漏电失效的二极管器件进行分析,定位器件的失效位置,确定器件漏电失效的机理。形成一套针对半导体分立器件的失效分析流程,并对漏电失效模式提出了相应的优化改进措施。     

论失效分析方法及流程

随着微电子业的飞速发展,失效分析广泛应用于宇航、工业、军品和民用产品中。失效分析是对失效器件进行分析检查,找出失效发生的原因,从而为改进、提高器件可靠性指明方向,在可靠性工程中具有重要的作用。     

无损氦质谱检漏

用于集成电路的管壳,除在散热、电气性能和机械强度等方面应满足器件要求外,还要求尽可能密封。对气密性封装来说,密封性通常是可以保证的。然而由于零部件质量或工艺操作等种种因素,个别器件往往出现漏气。这种漏气的器件,在使用过程中由于周围气氛的侵入,从而引起器件性能的劣化甚至完全失效。从而大大降低了产品的可靠性水平。通常采用对器件100％进行潮湿试验的办法,淘汰因气密性不好而早期失效的器     

高可靠领域中应用塑封器件的有效评价

介绍了塑封器件的优缺点以及发展情况,针对塑封半导体器件本身在材料、结构和工艺等方面的特点,对塑封器件的失效模式和在试验中暴露的问题进行探讨,针对塑封器件的温度适应性、密封性、工艺控制及使用长期可靠性方面制定了相应的质量评价方案。半导体塑封器件通过质量评价方案的试验项目,包括筛选试验、可靠性鉴定试验和破坏性物理分析(DPA)三方面的试验,降低了塑封器件在应用中的风险,对我国高可靠领域中对塑封器件的选用具有一定的借鉴意义。     

单片开关电源TPS54350的失效分析

分析和解决了开关电源TPS54350在小负载应用电路下的失效问题。通过对失效器件进行外观镜检、I-V曲线测试、X线检查,对典型应用电路的分析和异常测试波形分析找到了器件失效的根本原因。TPS54350典型应用电路在下电时存在反灌电流,且外接欠压保护电阻,由此引起的输入电压波动对输出使能ENA端间接干扰,从而使器件误启动,造成输出端电流反灌入器件,导致器件内部电路出现闩锁失效。采用TPS54550替换TPS54350（ENA端抗干扰能力更强）,并去除UVLO端欠压保护电阻,解决失效问题,稳定地实现12V转5V,电流约为100mA的小负载应用。     

长期贮存对气密性封装的影响研究

密封微电子器件在对可靠性要求较高领域占有绝对的地位,为了研究长期室内自然贮存对密封微电子封装性能的影响,对贮存在北京某研究所库房的多种气密性封装微电子器件进行试验分析。运用破坏性物理分析(DPA)方法检验样品的密封性、内部形貌、键合强度和芯片粘贴强度等,总结出长期贮存对气密性封装器件封装性能影响的结论;并根据密封性测试结果对器件分组,分别得到密封合格与不合格产品长期贮存后封装性能的实测数据,对密封性能对元器件贮存可靠性的影响进行研究,为元器件的筛选和贮存提供借鉴。     

单片开关电源TPS54350的失效分析

分析和解决了开关电源TPS54350在小负载应用电路下的失效问题.通过对失效器件进行外观镜检、I-V曲线测试、X线检查,对典型应用电路的分析和异常测试波形分析找到了器件失效的根本原因.TPS54350典型应用电路在下电时存在反灌电流,且外接欠压保护电阻,由此引起的输入电压波动对输出使能ENA端间接干扰,从而使器件误启动,造成输出端电流反灌入器件,导致器件内部电路出现闩锁失效.采用TPS54550替换TPS54350(ENA端抗干扰能力更强),并去除UVLO端欠压保护电阻,解决失效问题,稳定地实现12 V转5 V,电流约为100 mA的小负载应用.     

存在不稳定失效现象光耦的失效分析研究

光电耦合器4N55/883B发生一例两管腿间阻值小稳定的失效,并且在进行失效分析的过程中,该失效现象消失.经过运用一系列的失效分析技术方法进行试验,并结合理论分析,最终确认了该失效案例的失效机理,明确了失效原因,得到该失效为过电应力导致器件烧毁失效的结论.采用了包括图示仪检测、X光检查、扫描电子显微镜(SEM)检查、能...     

耿氏二极管的几种失效模式及其机理分析

介绍了耿氏二极管的工作原理及其基本结构,通过外观检查、电特性测试、环境试验、内部目检、X射线及扫描电镜(SEM)检查等失效分析手段和方法,针对耿氏二极管在使用过程中较常出现的短路、开路及管帽脱落等失效模式及失效机理进行了分析和讨论,并根据上述几种失效模式对应的机理,指出了避免失效的一些措施,对该器件的制造商和使用者具有一定的参考价值.     

用显微红外热成像技术分析功率器件可靠性

利用显微红外热成像技术对功率器件进行热可靠性分析。先从理论上阐述了显微红外热成像技术的原理,进而尝试利用该技术进行微波功率器件可靠性筛选工作,通过分析获取了显微红外图像中的温度分布和峰值温度,大大提高了器件可靠性筛选工作的准确性。在功率器件失效分析方面,利用显微红外热成像技术对发生失效的器件进行热成像和分析,通过定位失效点找到器件发生失效的原因。另外,还利用该技术来验证器件热设计的成功与否,通过显微红外热成像获取的温度信息如峰值温度、温度分布等来判断器件的热设计是否符合要求,在实际的器件设计过程中起到了良好的效果。     

晶振器件电路部分的失效分析研究

介绍了晶振器件的电路结构,并通过具体的案例,对晶振器件电路部分的失效现象以及分析流程进行了研究,以确定真正的失效机理。     

低温晶体失效故障分析

在计算机的实验中,晶体在温度试验条件下,性能不稳定,导致计算机无法正常工作。通过对晶体的失效分析,确定了晶体失效的原因。结果表明：由于晶体谐振器内部晶片的形成结构异常造成晶体谐振器与振荡电路不能相互匹配,因而在低温条件下表现出来,这种晶体谐振器内部晶片结构异常是导致计算机无法正常工作的原因。通过对晶体谐振器进行温度频差测试,发现晶体谐振器早期失效问题,可解决这一问题,验证试验表明这一措施有效、可行。     

基于CMOS反相器石英晶体振荡电路的PSPICE仿真

石英晶体振荡器是很常用的电子器件,在电路设计和教学工作中经常需要对石英晶体振荡电路进行仿真分析。通过实例介绍使用PSpice仿真软件对石英晶体振荡电路进行模拟仿真的方法。针对石英晶体振荡器的等效电路,分析了石英晶体的串联和并联谐振频率。讨论了石英晶振的仿真模型,并在仿真器中观察其起振波形和稳幅波形,测试其振荡频率。通过对元件的参数扫描,分析不同参数对振荡器的影响。     

硅振荡器特性分析研究

为了研究硅振荡器的特性,本文采用硅振荡器和传统石英晶振的对比实验来研究,通过对石英晶振的特性比较全面的把握,利用石英晶振的频率值精度高、温漂小、抖动不明显的特征,来研究硅振荡器的实际频率值、温漂和抖动特性,所采用的方法是使用鉴相器的频率合成方法来比对得出硅振荡器的特性参数,其中选用MAX7375硅振荡器和KSS石英晶振通过温度的变化以及抖动的测试完成硅振荡器的初步特性分析,方便为后期使用硅振荡器来校准晶振做基础性研究。     

振荡器谐振回路的参数选择

针对振荡器谐振回路参数的选择较多地依赖于经验的问题,提出了从振荡器的等效电路出发,得到了描述振荡器的非线性微分方程,通过引入随机项来描述振荡器的内部电噪声,由此建立了用于分析振荡器行为的非线性随机微分方程。并针对遗传算法对振荡器谐振回路参数的优选结果,采用10MHz的Pierce晶体振荡器,得出了实证依据。当C1和C2比较接近时,Pierce振荡电路中的相位噪声可得到更好的抑止。     

基于比时法的晶振频率测量建模与分析

受器件老化、随机噪声等因素影响,晶振频率变化较复杂。以GPS秒脉冲作为测量标准,构建了晶振频率随时间变化的测量系统,通过对测量数据进行一元回归统计处理,分离出了晶振实际频率与其标称频率的相对偏差及晶振的各种随机误差,并分析了这两种误差对晶振准确度及稳定度的影响。该方法可为频率源误差测量分析提供借鉴作用。     

DDS+PLL宽带频率合成器的设计与实现

采用DDS PLL技术实现频率合成器,其特点是宽频带(3～6 CHz)、小步进(1 kHz)、低相位噪声,频率捷变.对其进行了理论分析,描述了宽频带和小步进的实现方式,相位噪声以及频率捷变的确定问题.频率合成器由DDS、锁相环路、压控振荡器、放大电路、参考信号和数据处理等电路组成.压控振荡器的信号经过功分、分频、下混频,滤波后和晶振信号在锁相环路进行鉴相,生成误差电压来控制VCO的频率,同时通过改变DDS的频率得到小步进、低相位噪声的输出信号.     

高频振荡器设计及其稳定度对比实验研究

设计了多型式的高频正弦波振荡器,对设计过程及注意事项作了阐述。对振荡器的稳定性研究作了实验设计,最后测试了振荡器的主要参数,通过比较实验及数据分析,总结几类常用振荡器的特点和稳定度特性,说明晶体振荡器具有较高的频率稳定度。     

基于有限元的晶体振荡器PIND振动仿真分析

PIND试验可有效检查气密封装元器件内部是否存在可动多余物,但对晶体振荡器进行PIND试验时,由于其内部工艺结构的特殊性,容易造成误判。为研究其内部特殊结构对PIND试验结果的影响,在此利用ANSYS有限元分析软件的LS-DYNA模块,通过建立晶体振荡器的有限元模型,仿真其PIND试验的振动过程。从应力角度分析晶体振荡器内部物理结构：弹簧与自由颗粒的振动对腔体内壁的影响,对比得出晶体振荡器的PIND可适性参考结论。     

小型抗振晶体振荡器设计

在现代通信系统中,晶体振荡器的振动性能变得越发重要。文中讨论了振动状态下晶体振荡器的相位噪声性能,并通过采用微型减振器,设计了一种小型抗振晶体振荡器,从而提高晶体振荡器在振动状态下的相位噪声性能。测试结果显示,小型抗振晶体振荡器在振动状态下相位噪声达到-147 dBc/Hz@1 kHz,而相位噪声性能的优化可达40 dB。