BF:电子元器件失效分析技术 恩云飞著 电子工业出版社 9787121272301 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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恩云飞著 著

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• 故障诊断
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• 恩云飞

店铺： 华裕京通图书专营店

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121272301

商品编码：29378906148

包装：平装

出版时间：2015-11-01

基本信息

书名:电子元器件失效分析技术

定价：98.00元

售价：78.4元

作者:恩云飞著

出版社：电子工业出版社

出版日期：2015-11-01

ISBN：9787121272301

字数：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

编辑推荐

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本书是电子产品质量和可靠性方面的专业类书籍，既有基础理论，又有具体技术、方法流程和应用，可以为电子行业的相关工程人员提供很好的指导和帮助。

内容提要

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本书是工程应用类书，主要介绍电子元器件失效分析技术。从失效分析概论、失效分析技术、失效分析方法和程序以及失效预防几个方面的内容，使读者全面系统地掌握失效分析方面的基础理论、基本概念，技术和设备、方法和流程，指导开展相关的失效分析工作，并了解失效预防的一些基本方法和手段。

目录

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作者介绍

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恩云飞，工业和信息化部电子第五研究所研究员，中国电子学会可靠性分会委员，中国电子学会真空电子分会委员，中国电子学会第八届理事会青年与志愿者工作委员会委员，广东省电子学会理事，《失效分析与预防》编委会委员，长期从事电子元器件可靠性工作，在电子元器件可靠性物理、评价及试验方法等方面取得显著研究成果，先后获省部级科技奖励10项，发表学术论文40余篇，申请及授权国家发明10余项。

文摘

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序言

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《电子元器件失效分析技术》—— 探秘微观世界，解析可靠根源 在飞速发展的电子信息时代，电子元器件是构建一切电子设备的基础，其性能的稳定与可靠直接关系到产品的生命周期与用户体验。然而，任何事物都无法避免时间的侵蚀和外部环境的影响，电子元器件的失效更是影响电子产品可靠性的关键因素。如何深入理解元器件失效的机理，掌握科学的分析方法，从而提升产品质量、延长使用寿命，一直是电子工程领域从业者面临的重要课题。 恩云飞先生所著的《电子元器件失效分析技术》正是这样一本系统、深入地探讨电子元器件失效机理与分析技术的专著。它并非简单地罗列失效现象，而是以严谨的科学态度，从微观层面揭示了电子元器件在复杂工作环境下可能发生的各种失效模式，并辅以详实的案例分析和先进的检测手段，为读者提供了一套完整的失效分析理论框架与实践指导。 一、失效的维度：洞悉元器件的“生命周期” 电子元器件的失效并非单一的事件，而是贯穿其整个“生命周期”的复杂过程。本书从多个维度对失效进行了深入剖析，帮助读者构建起全面的认知体系。 失效的根源：从材料到工艺的连锁反应 任何元器件的失效，都离不开其内在的材料属性与制造过程中的痕迹。本书详细阐述了半导体材料（如硅、锗、砷化镓等）的物理化学特性，它们在不同温度、湿度、电场、机械应力等环境因素下的行为表现。从晶圆制造中的掺杂、外延、光刻、刻蚀等关键步骤，到封装过程中的键合、焊料、塑封等环节，任何微小的偏差或缺陷，都可能埋下失效的隐患。例如，材料中的杂质、晶格缺陷、界面氧化层不均匀、键合线脱落、封装内部应力集中等，都可能成为失效的“导火索”。本书通过图文并茂的方式，清晰地展现了这些潜在的失效源，并分析了它们如何演变成实际的失效。 失效的类型：从宏观到微观的多样表现 电子元器件的失效表现形式多种多样，从肉眼可见的烧毁、断裂，到需要借助显微镜才能发现的细微裂纹、金属迁移，再到需要精密仪器才能检测到的参数漂移、电学性能下降，无不反映了失效的复杂性。本书将失效类型进行了系统归类，主要包括： 电气失效： 如击穿（电压过高）、短路（绝缘失效）、开路（连接断裂）、漏电（绝缘性能下降）、参数漂移（电容、电阻、增益等变化）、阈值电压变化等。 机械失效： 如焊点开裂、键合线断裂、引线疲劳、基板裂纹、芯片塑封开裂、异物入侵等。 环境失效： 如高温加速老化、低温脆断、湿度引起的腐蚀（电化学腐蚀、电迁移）、辐射引起的性能退化、机械冲击与振动引起的损伤等。 化学失效： 如材料腐蚀、氧化、电化学反应、吸湿吸附导致性能改变等。 本书对每一种失效类型都进行了深入的机理分析，阐述了失效发生的物理、化学过程，以及相关的数学模型。 失效的模式：从瞬态到永久的演变轨迹 失效并非总是突如其来的“死亡”，很多失效是循序渐进的“衰老”过程。本书区分了瞬态失效（如由瞬态过电压引起的暂时性功能异常）和永久失效（如永久性的物理损坏）。并进一步探讨了各种失效模式的演变轨迹，例如，一个微小的裂纹如何在反复的温度循环下逐渐扩大，最终导致开路；电迁移如何在电流驱动下形成金属迁移通路，最终造成短路。理解这些演变轨迹，对于预测元器件的寿命和制定预防措施至关重要。 二、失效分析的艺术：科学的侦探手段 当元器件出现失效时，失效分析就如同一个精密侦探的工作，需要运用科学的工具和严谨的逻辑，从失效现象出发，层层剥茧，最终找到失效的“真凶”。本书系统地介绍了失效分析的各个环节与常用技术。 失效分析流程：从初步诊断到深度溯源 本书提供了一个标准的失效分析流程，涵盖了从接收失效件的初步记录、外观检查、非破坏性检测、破坏性检测，到失效机理分析、报告撰写等各个阶段。 1. 失效件接收与记录： 详细记录失效件的型号、批次、使用环境、失效现象、失效发生的时间等关键信息，为后续分析提供依据。 2. 初步检查与分类： 进行外观检查（目视、显微镜）、电学参数测量、功能测试等，初步判断失效的类型和程度。 3. 非破坏性检测： 这是失效分析的重要环节，旨在不破坏元器件原有结构的情况下获取失效信息。常用的非破坏性检测技术包括： X射线成像（X-ray）： 用于检测封装内部的空洞、裂纹、键合线断裂、引线弯曲等。 声学成像（Acoustic Microscopy，SAM）： 利用超声波探测材料界面间的脱层、空洞、污染物等。 扫描电子显微镜（SEM）： 提供高分辨率的表面形貌图像，观察微观形貌特征，如腐蚀产物、裂纹、形变等。 能量色散X射线谱分析（EDX/EDS）： 与SEM联用，分析失效区域的元素成分，识别腐蚀产物、污染物等。 红外热成像（Infrared Thermography）： 检测元器件工作时的温度分布，发现热点，推测漏电或短路区域。 电学参数测试与曲线示踪： 精确测量各种电学参数，如I-V特性曲线、C-V特性曲线等，诊断电学故障。 4. 破坏性检测： 当非破坏性检测无法获得足够信息时，需要进行破坏性检测，这通常意味着牺牲元器件本身以获得更深层次的信息。常用的破坏性检测技术包括： 减层分析（Delayering）： 逐层去除芯片上的材料，如通过化学腐蚀、机械抛光等，暴露出失效区域的内部结构。 剖面分析（Cross-sectioning）： 将失效件切割、抛光，在显微镜下观察芯片的横截面结构，研究材料界面的变化、裂纹的扩展等。 透射电子显微镜（TEM）： 对材料进行超薄切片，在原子尺度上观察晶格结构、缺陷、界面等，是研究微观失效机理的有力工具。 拉曼光谱、X射线光电子能谱（XPS）等： 用于分析材料的化学组成、化学状态和表面化学信息。 5. 失效机理分析： 综合所有检测结果，运用物理、化学、材料学等知识，推断失效发生的根本原因和过程。 6. 失效报告撰写： 清晰、准确地记录整个分析过程、检测结果、失效机理，并提出改进建议。 案例分析：从实践中学习 本书大量引用了实际的失效案例，涵盖了多种类型的电子元器件（如二极管、三极管、MOSFET、IGBT、集成电路、电容器、连接器等）在不同应用场景下的失效情况。通过对这些案例的深入剖析，读者能够直观地理解失效的发生过程，掌握分析方法的运用，学习如何从复杂的现象中提取关键信息，并最终做出正确的判断。每一个案例都如同一个生动的教学模型，让抽象的理论知识变得触手可及。 三、失效的预防：构筑可靠的基石 失效分析的最终目的，是为了更好地预防失效的发生。本书不仅关注“如何发现问题”，更强调“如何避免问题”。 设计阶段的可靠性考量： 从源头上降低失效风险。包括元器件选型、电路设计、热管理设计、应力分析、可靠性仿真等。 制造过程的质量控制： 严格执行工艺规程，加强过程监控，确保产品制造过程中的每一个环节都符合质量要求。 环境可靠性试验： 通过模拟元器件在实际使用环境中可能遇到的各种极端条件，如高低温循环、湿热试验、振动试验、冲击试验、盐雾试验等，提前发现潜在的失效隐患。 元器件的老化与加速寿命试验： 在一定条件下，加速元器件的老化过程，推断其在正常使用条件下的寿命，为可靠性评估提供数据支持。 失效分析结果的应用： 将失效分析获得的经验和教训，反馈到设计、制造和测试等各个环节，持续改进产品质量和可靠性。 结语 《电子元器件失效分析技术》是一本集理论性、实践性、指导性于一体的专业书籍。它为电子工程师、研发人员、质量工程师、以及对电子元器件可靠性感兴趣的读者，提供了一个深入探索微观世界、解析可靠性根源的绝佳平台。通过阅读此书，读者将能更深刻地理解电子元器件的“生命密码”，掌握科学的失效分析工具，最终为提升电子产品的整体可靠性贡献力量，在激烈的市场竞争中立于不败之地。这不仅是一本技术手册，更是一份对电子产品可靠性追求的承诺。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得非常专业，那种深蓝色调配上金属质感的字体，一下子就抓住了我的眼球。我第一眼看到它的时候，就觉得这不是那种泛泛而谈的入门书籍，而是真正下了功夫、有干货的专业参考书。我最近在研究一个老旧电子设备的维修问题，很多元件的故障模式都非常隐蔽，传统的维修手册根本找不到对应的失效案例和分析流程。所以我急切地需要一本能够指导我如何系统性地进行失效分析的书籍。我希望这本书能详细阐述从宏观观察到微观层面的各种检测手段，比如如何使用金相显微镜、扫描电镜（SEM）来观察焊点、封装材料的内部结构变化。如果能提供一些经典案例的图谱对比，那就更完美了，这样我就能对照着自己的待测样品进行比对分析，从而快速锁定问题的根源，而不是像现在这样，只能靠经验“蒙”着试错。我特别期待看到关于热应力、电迁移等长期可靠性问题导致的疲劳失效的深入解读，这对于提升我手头项目的长期稳定性至关重要。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期从事产品可靠性测试的工程师，我最关注的是方法论的严谨性和可操作性。我需要的不仅仅是“什么会坏”，更重要的是“如何科学地证明它为什么坏，以及如何预防”。因此，我对书中介绍的分析步骤和标准操作规程（SOP）的详细程度要求很高。比如，在进行去封装操作时，如何选择合适的化学试剂以避免对原始失效痕迹造成二次破坏，这在实际操作中是至关重要的细节。如果书中能提供不同失效模式（如焊点空洞、引线键合失效、塑封开裂）对应的标准取样和制备流程，那将是极大的加分项。我更希望看到作者在强调标准流程的同时，也指出在实际复杂工况下，流程可能需要如何灵活变通，这种“理论指导实践”的智慧，往往比单纯的教科书知识更有价值。期待它能成为我实验室的“案头宝典”，随时可以查阅和参考。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和内容组织逻辑给我留下了极其深刻的印象。很多技术书籍的通病就是图文分离严重，或者术语堆砌，让人读起来晦涩难懂，需要频繁地在不同章节间来回翻阅查找上下文。但这本书似乎在这方面做了大量优化。我翻阅了一些章节的目录结构，发现它很注重知识的递进关系，从基础的材料学知识过渡到具体的失效机制，再到实际的分析流程，环环相扣，非常有利于知识的吸收和体系构建。特别是对于那些复杂的物理化学反应过程，如果能配上清晰的流程图或示意动画（虽然是纸质书，但清晰的示意图也很关键），将极大地降低理解难度。我希望书中能对不同材料体系（比如硅基、砷化镓、新型复合材料）在特定工作环境下的失效特征有所侧重，因为不同材料的失效机理差异巨大，单纯的通用描述往往不够深入。总之，优秀的结构设计本身就是一种强大的教学工具，能让读者少走弯路，直达核心。

评分☆☆☆☆☆

这本书的市场定位似乎偏向于资深的研发和维护工程师，而非初涉此领域的新手。从这个角度来看，我希望它在深度挖掘的同时，也能在引用和参考方面做得足够扎实。一个高质量的技术书籍应该能够清晰地标注出其理论依据所参考的国际标准（如IPC、JEDEC标准）或者权威的学术论文。这不仅是对知识产权的尊重，更是对读者进行深入学习和追溯的引导。如果书中能够提供一个非常详尽的参考文献列表，能让我知道哪些领域需要我进一步去查找更专业的专著或标准文件，那将有助于我构建一个更全面的知识网络。总而言之，我期望这本书能成为一个坚实的“知识基石”，而不是一个孤立的信息点，能够引导我进入更广阔的电子可靠性工程领域深耕。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，很多国内出版的技术书籍在理论深度上略显不足，常常停留在对国外成熟理论的简单翻译和梳理，缺乏原创性的研究视角和对前沿趋势的把握。我希望这本书能够体现出作者在实际失效分析领域积累的独特见解和经验总结。例如，在面对一些非常规的、复合型失效（比如同时受到机械冲击和高湿环境影响导致的连锁反应）时，作者是否有提出独到的分析思路或者建模方法？当前的电子产品越来越小型化、集成度越来越高，传统的分析手段面临着破坏性测试的限制，无损检测技术（NDT）的重要性日益凸显。我非常期待书中能对超声波C扫描、X射线层析成像（CT）在失效分析中的应用案例和局限性有深入的探讨，提供一些前沿技术的实战经验分享。