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電子元件失效分析及技術(shù)發(fā)展論文
電子元件失效分析及技術(shù)發(fā)展論文【1】
電子元件可靠性工程的一個(gè)重要組成部分就是失效分析，它要借助各種分析方法和一次次的檢測(cè)以確定電子元件失效的原因，找到使電子元件失效率降低的可行性方案。
因?yàn)槭Х治龅碾y度越來(lái)越大，有時(shí)需要使用一些先進(jìn)的科學(xué)儀器設(shè)備，但這會(huì)增加很多成本，以下介紹一些簡(jiǎn)單的、低成本的分析方法和失效分析的思路以及技術(shù)發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】電子元件 失效分析 技術(shù) 發(fā)展
1 失效分析的常用方法
1.1 拔出插入法
拔出插入法是監(jiān)視將組件板上的電子元件拔出又插入的過(guò)程，通過(guò)監(jiān)視判斷故障是否發(fā)生，確定失效的具體部位。
這種方法看似操作簡(jiǎn)單，但拔出插入法不一定有效，因?yàn)橛袝r(shí)會(huì)存在特殊情況，例如焊接不牢和接觸不良，這些因素會(huì)使技術(shù)人員產(chǎn)生錯(cuò)誤的判斷，影響下一步分析的實(shí)行。
1.2 感官辨別法
感官判斷法就是通過(guò)人體的一些感官判斷是否故障。
包括眼睛觀察電子元件外形是否正常，手觸摸電子元件判斷電子元件的溫度、軟硬程度等，鼻子嗅電子元件的味道是否正常，耳朵傾聽(tīng)電子元件的聲音判斷電子元件工作過(guò)程中發(fā)聲是否正常。
感官辨別法的優(yōu)勢(shì)是操作簡(jiǎn)單，節(jié)約成本，但要求工作人員有豐富的經(jīng)驗(yàn)，并且技術(shù)人員的判斷容易受到環(huán)境和感官敏感程度的影響。
1.3 電源拉偏法
電源拉偏法就是將正常電源電壓升高或降低，使器件的工作處于異常狀態(tài)，從而使損壞的電子元件將故障或薄弱環(huán)節(jié)暴露，以此確定故障電子元件的的位置。
但是電源拉偏法通常適用于器件工作較長(zhǎng)時(shí)間后造成的故障或是電壓波動(dòng)造成的故障，而且不管是拉高電源還是拉低電源都對(duì)電子元件會(huì)產(chǎn)生一定的破壞性，會(huì)對(duì)器件造成一定的損傷，操作不慎就會(huì)使器件完全損壞。
1.4 換上備件法
換上備件法就是將懷疑有問(wèn)題的那個(gè)電子元件取下，換上一個(gè)新的、合格的備件，如果換上后，整個(gè)器件工作正常，說(shuō)明換下的電子元件是有問(wèn)題的，如果沒(méi)有正常工工作則說(shuō)明有問(wèn)題的電子元件不是換下的電子元件。
這樣通過(guò)一次次的換上備件法可最終確定器件的故障部分。
但這種方法的缺陷之一是耗時(shí)長(zhǎng)，操作不便。
2 失效分析的思路
失效分析不僅受技術(shù)的限制，還收思路的影響。
為了對(duì)電子元件進(jìn)行準(zhǔn)確有效的分析，清晰的思路是必備的。
一般情況下，電子元件的失效分析思路有以下幾步：(1)確定電子元件是否失效。
(2)從失效的現(xiàn)象入手，運(yùn)用理論分析確定某些可能失效的電子元件。
(3)確定排除疑點(diǎn)的方案，對(duì)可能失效的電子元件一個(gè)個(gè)分析。
(4)通過(guò)實(shí)踐，運(yùn)用分析方法找出失效的電子元件。
(5)結(jié)合理論，分析失效可能存在的原因。
(6)用分析方法進(jìn)行檢驗(yàn)找出失效的電子元件。
(7)針對(duì)電子元件失效的原因提出可行性的建議。
(8)用大量實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)建議是否有效。
(9)通過(guò)對(duì)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析找到更可行、更合理的方案。
3 失效技術(shù)挑戰(zhàn)
電子元件的發(fā)展中最有代表性的產(chǎn)品就是集成電路，未來(lái)的集成電路必將向更精細(xì)，更精密，更復(fù)雜的方向發(fā)展，但現(xiàn)有分析技術(shù)已經(jīng)不能適應(yīng)集成電路的發(fā)展。
隨著集成電路的發(fā)展，分析技術(shù)必須實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的發(fā)展速度才能適應(yīng)它的變化。
3.1 失效定位與電測(cè)
失效定位是通過(guò)各種各樣的分析方法一步步縮小電子元件故障的范圍，并最終確定失效的具體部位。
如果是對(duì)集成電路進(jìn)行失效分析，可以將范圍從整個(gè)電路板縮小到某個(gè)范圍更小的部分，通過(guò)進(jìn)一步的分析、判斷、試驗(yàn)，最終確定失效的具體位置。
但是未來(lái)的集成電路是朝著規(guī)模更大，精細(xì)度越高的方向發(fā)展，這會(huì)使失效定位變得越來(lái)越困難。
3.2 系統(tǒng)級(jí)芯片
失效分析的另一個(gè)難題就是系統(tǒng)級(jí)芯片。
隨著科技發(fā)展，集成電路的電路也會(huì)變得越來(lái)越復(fù)雜，晶體管數(shù)量越來(lái)越大，互聯(lián)層的數(shù)量也變得越來(lái)越多使得失效分析越來(lái)越困難，同時(shí)由于一般的系統(tǒng)級(jí)芯片的頻率都較高，要想使電子元件故障再現(xiàn)，通過(guò)系統(tǒng)級(jí)芯片是難以實(shí)現(xiàn)的。
3.3 新材料處理
失效分析中至關(guān)重要的一步是物理分析，對(duì)物理分析影響較大的是金屬化層，傳統(tǒng)的金屬化層材料，如二氧化硅、氮化硅、鋁等都已經(jīng)找到相應(yīng)的處理方法，分析技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得較為成熟。
但隨著集成電路的快速發(fā)展，越來(lái)越多的新材料也被應(yīng)用在集成電路上，同時(shí)因?yàn)樾虏牧系膽?yīng)用，技術(shù)人員對(duì)新材料的相關(guān)屬性并不了解，這使新材料的處理面臨著難題。
電子設(shè)備提高其可靠性是通過(guò)不斷與失效作斗爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)對(duì)電子元件進(jìn)行失效分析，研究失效原因，找到失效的原因，發(fā)現(xiàn)電子元件本身存在的缺陷，針對(duì)電子元件自身缺陷進(jìn)行工藝上的改良，使電子元件的可靠性得以提高，最終使電子設(shè)備和電子系統(tǒng)運(yùn)行正常，某種程度上也會(huì)使電子設(shè)備或電子系統(tǒng)的壽命增加。
4 結(jié)語(yǔ)
隨著科技的發(fā)展，對(duì)電子元件的失效分析技術(shù)發(fā)展的也也越來(lái)越快，很多都使用到高科技產(chǎn)品進(jìn)行失效分析，例如光學(xué)顯微鏡分析技術(shù)、紅外分析技術(shù)、聲學(xué)顯微鏡分析技術(shù)、液晶熱點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)、光輻射顯微分析技術(shù)、微分析技術(shù)等。
但傳統(tǒng)的分析方法仍然有它自己的優(yōu)勢(shì)，在依賴(lài)高科技產(chǎn)品進(jìn)行分析的同時(shí)也要注重傳統(tǒng)分析方法及技術(shù)。
參考文獻(xiàn)
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電子元件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)【2】
[摘 要] 中國(guó)電子元件需求形勢(shì)良好。
市場(chǎng)前景非常廣闊，汽車(chē)電子、PDA、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用產(chǎn)品、機(jī)頂盒等產(chǎn)品的迅速啟動(dòng)及飛速發(fā)展，將極大地帶動(dòng)中國(guó)電子元器件市場(chǎng)的發(fā)展。
[關(guān)鍵詞] 電子元件 市場(chǎng)前景 發(fā)展趨勢(shì)
電子元件主要包括電阻器、電容器、電感器、變壓器、波器、天線(xiàn)等是一大類(lèi)重要的電子信息產(chǎn)品。
電子元件與電子器件共構(gòu)成電路的核心部分，是各類(lèi)電子信息產(chǎn)品基礎(chǔ)。
電子元器件屬于電子信息產(chǎn)業(yè)的中間產(chǎn)品，介于電子整機(jī)行業(yè)和原材料行業(yè)之間，其發(fā)展的快慢、所達(dá)到的技術(shù)水平和生產(chǎn)規(guī)模，不僅直接影響著整個(gè)電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，而且對(duì)發(fā)展信息技術(shù)，改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，提高現(xiàn)代化裝備水平，促進(jìn)科技進(jìn)步都具有重要意義。
未來(lái)5年～10年，我國(guó)的電子元件市場(chǎng)將出現(xiàn)高速增長(zhǎng)。
一、我國(guó)電子元件產(chǎn)品市場(chǎng)現(xiàn)狀
隨著世界電子制造業(yè)向中國(guó)大規(guī)模轉(zhuǎn)移，我國(guó)的電子元件市場(chǎng)以近年來(lái)每年都20%的增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。
粗略測(cè)算目前我國(guó)電子元件市場(chǎng)容量約在350億美元左右，在不久的將來(lái)，我國(guó)可望成為全球最大的電子元件消費(fèi)市場(chǎng)。
1.多層陶瓷電容器(MLCC)多層陶瓷電容器目前國(guó)際上用量最大、發(fā)展最快的片式元件之一。
MLCC主要應(yīng)用于各類(lèi)軍用、民用整機(jī)的震蕩、禍合、濾波、旁路電路中，應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)拓展到自動(dòng)控制儀表、計(jì)算機(jī)、手機(jī)、數(shù)字家電、汽車(chē)等行業(yè)。
全球市場(chǎng)的需求量從1998年的3070億只，增至2007年11000億只。
年增長(zhǎng)速度近20%。
市場(chǎng)需求巨大，產(chǎn)業(yè)化市場(chǎng)前景非常廣闊。
2.片式電感類(lèi)元件主要應(yīng)用領(lǐng)域包括移動(dòng)通信、計(jì)算機(jī)、音像產(chǎn)品、家電、辦公自動(dòng)化等。
預(yù)計(jì)在今后若干年中，隨著第三代移動(dòng)通信技術(shù)、數(shù)字電視、高速計(jì)算機(jī)、藍(lán)牙產(chǎn)品等新一代數(shù)字化電子產(chǎn)品的推出，片式電感器的需求量將急劇上升，市場(chǎng)前景將十分看好。
3.片式敏感元件在程控交換機(jī)、計(jì)算機(jī)、便攜式手提電腦、高清晰度彩電、便攜式移動(dòng)電話(huà)、車(chē)載電臺(tái)、汽車(chē)電子、復(fù)印機(jī)、軍用電子產(chǎn)品等方面都具有廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)。
用片式化生產(chǎn)技術(shù)制備的新型高性能超低阻、高耐壓熱敏材料還可用于通信及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)過(guò)電流保護(hù)、系統(tǒng)防雷、大屏幕大電流自動(dòng)消磁、汽車(chē)用直流電機(jī)、低壓電器、變壓器及家用電器等過(guò)熱過(guò)載保護(hù)等，國(guó)內(nèi)年需求量估計(jì)可達(dá)10億只左右。
4.多層壓電元件具有能量轉(zhuǎn)換效率高、體積小、厚度薄、升壓比高、無(wú)電磁干擾、無(wú)燃燒短路隱患、適合表面安裝、安全可靠性高等顯著特點(diǎn)，由于液晶顯示器背光電源市場(chǎng)需求快速增長(zhǎng)，MPT及其背光電源極具應(yīng)用價(jià)值與發(fā)展前景。
它的推廣應(yīng)用將有力的推動(dòng)智能化電子信息產(chǎn)品向小型集成化方向發(fā)展，在筆記本電腦、PDA、液晶PC、液晶屏手機(jī)、液晶Tv、可視電話(huà)、GPS、傳真機(jī)等領(lǐng)域具有十分廣闊的市場(chǎng)前景。
二、電子元件產(chǎn)品市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)
1.我國(guó)電子元件產(chǎn)品的類(lèi)型。
(1)片式化、小型化。
以多層陶瓷電容器(MLCC)為例，目前的主流產(chǎn)品尺寸正在從0603型向0402型過(guò)渡，而更受市場(chǎng)歡迎的高端產(chǎn)品是0201型。
(2)多功能化。
隨著電子新型產(chǎn)品功能的不斷增加，對(duì)片式元件功能的要求也越來(lái)越多樣化。
(3)集成模塊化。
近年來(lái)，由于低溫共燒陶瓷(LTCC)等技術(shù)的突破，才使無(wú)源集成技術(shù)進(jìn)入了實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化階段，并成為備受關(guān)注的技術(shù)制高點(diǎn)。
(4)微波、高頻化和寬帶化。
目前電子整機(jī)向微波、毫米波、高頻寬帶方向發(fā)展的趨勢(shì)十分強(qiáng)勁。
此外，高速數(shù)字電路產(chǎn)品越來(lái)越多，光通信的傳輸速度已從2.5Gbps發(fā)展到10Gbps。
這些都對(duì)電子元器件的高頻和寬頻化提出了更高的要求。
2.電子元件產(chǎn)品有良好的市場(chǎng)前景
電子元器件正進(jìn)入以新型電子元器件為主體的新一代元器件時(shí)代，它將基本上取代傳統(tǒng)元器件，電子元器件由原來(lái)只為適應(yīng)整機(jī)的小型化及其新工藝要求為主的改進(jìn)，變成以滿(mǎn)足數(shù)字技術(shù)、微電子技術(shù)發(fā)展所提出的特性要求為主，而且是成套滿(mǎn)足的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展階段。
新型電子元器件體現(xiàn)了當(dāng)代和今后電子元器件向高頻化、片式化、微型化、薄型化，低功耗，響應(yīng)速率快、高分辨率、高精度、高功率、多功能、組件化、復(fù)合化、模塊化和智能化等的發(fā)展趨勢(shì)。
同時(shí)，產(chǎn)品的安全性和綠色化也是影響其發(fā)展前途和市場(chǎng)的重要因素。
良好的市場(chǎng)前景，為電子元器件提供了巨大的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)機(jī)會(huì)。
無(wú)論是全球市場(chǎng)還是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)電子信息產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展給上游電子元器件產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景，新產(chǎn)品的推出曾出不窮，這些都為元器件開(kāi)拓了新的應(yīng)用市場(chǎng)。
汽車(chē)電子、PDA、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用產(chǎn)品、機(jī)頂盒等產(chǎn)品的迅速啟動(dòng)及飛速發(fā)展，將極大地帶動(dòng)中國(guó)電子元器件市場(chǎng)的發(fā)展。
在通訊類(lèi)產(chǎn)品中，不僅僅是蜂窩電話(huà)，還有更多的產(chǎn)品如移動(dòng)通信、光通信網(wǎng)絡(luò)，普通電話(huà)等都需要大量的元器件。
另外，計(jì)算機(jī)及相關(guān)產(chǎn)品、消費(fèi)電子產(chǎn)品雖然沒(méi)有以前發(fā)展那么快，但需求依然強(qiáng)勁，這些都將成為中國(guó)元器件市場(chǎng)發(fā)展的動(dòng)力。
三、結(jié)束語(yǔ)
預(yù)計(jì)到2010年全球電子信息制造業(yè)市場(chǎng)將達(dá)到19055億美元，其中，電子元器件市場(chǎng)將達(dá)到2800億美元，占14.7%。
蜂窩電話(huà)、移動(dòng)通信、光通信網(wǎng)絡(luò)，普通電話(huà)等都需要大量的元器件。
另外，計(jì)算機(jī)及相關(guān)產(chǎn)品、消費(fèi)電子產(chǎn)品雖然沒(méi)有以前發(fā)展那么快，但需求依然強(qiáng)勁，這些都將成為中國(guó)電子元器件市場(chǎng)發(fā)展的動(dòng)力。
全球電子元器件市場(chǎng)規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大，國(guó)內(nèi)電子信息產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，將為電子元器件產(chǎn)業(yè)帶來(lái)廣闊的發(fā)展前景。
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