微电子产品可靠性(ppt 100页)_10375
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《电子产品的可靠性》课件
电子产品的可靠性
电子产品可靠性关系到产品质量，我们需要了解它的定义和概念、评价指标、 影响因素、提高方法、应用及可能遇到的问题。
什么是电子产品的可靠性?
定义和概念
电子产品在规定的时间内，能够在规定的条件 下正常使用的概率。
可靠性与其他品质特性的关系
可靠性是产品品质的重要环境因素
4 使用与维护
环境条件如温度、湿度等会影响产品可靠性。
操作不当、维护保养不当等会降低产品可靠 性。
提高电子产品可靠性的方法
1
硬件和软件设计的可靠性考虑
从设计阶段开始考虑产品可靠性，采用成熟的设计方法和工具，减少缺陷和失误。
2
制造过程中的控制
制定质量控制标准，建立良好的生产管理流程，严格执行质量控制规程。
总结
电子产品可靠性的意义和重要性
影响产品质量和用户体验，决定产品的生死存亡。
发展趋势和展望
随着科技的进步，电子产品的可靠性将不断提高， 以适应消费者对品质的高要求。
电子产品可靠性的评价指标
MTBF
指产品平均无故障工作时间。
故障率
指每单位时间或每个工作周期内出现故障的概率。
可修性
指设计、制造、使用、维护中，产品维修保养的难 易程度。
影响电子产品可靠性的因素
1 材料选择
材料质量和稳定性直接影响产品可靠性。
2 设计与制造过程
设计和制造中的缺陷和失误会影响产品可靠 性。
3
产品测试与验证
进行全面的功能和可靠性测试和验证，确保产品符合质量标准和性能要求。
4
提供售后服务
完善的售后服务能提高客户满意度，增加产品的可靠性和信誉度。
电子产品可靠性的应用与问题
应用
电子产品可靠性关系到产品质量，我们需要了解它的定义和概念、评价指标、 影响因素、提高方法、应用及可能遇到的问题。
什么是电子产品的可靠性?
定义和概念
电子产品在规定的时间内，能够在规定的条件 下正常使用的概率。
可靠性与其他品质特性的关系
可靠性是产品品质的重要环境因素
4 使用与维护
环境条件如温度、湿度等会影响产品可靠性。
操作不当、维护保养不当等会降低产品可靠 性。
提高电子产品可靠性的方法
1
硬件和软件设计的可靠性考虑
从设计阶段开始考虑产品可靠性，采用成熟的设计方法和工具，减少缺陷和失误。
2
制造过程中的控制
制定质量控制标准，建立良好的生产管理流程，严格执行质量控制规程。
总结
电子产品可靠性的意义和重要性
影响产品质量和用户体验，决定产品的生死存亡。
发展趋势和展望
随着科技的进步，电子产品的可靠性将不断提高， 以适应消费者对品质的高要求。
电子产品可靠性的评价指标
MTBF
指产品平均无故障工作时间。
故障率
指每单位时间或每个工作周期内出现故障的概率。
可修性
指设计、制造、使用、维护中，产品维修保养的难 易程度。
影响电子产品可靠性的因素
1 材料选择
材料质量和稳定性直接影响产品可靠性。
2 设计与制造过程
设计和制造中的缺陷和失误会影响产品可靠 性。
3
产品测试与验证
进行全面的功能和可靠性测试和验证，确保产品符合质量标准和性能要求。
4
提供售后服务
完善的售后服务能提高客户满意度，增加产品的可靠性和信誉度。
电子产品可靠性的应用与问题
应用
半导体器件可靠性与失效分析微电子ppt
包括热设计、防静电设计、防辐射设 计、布线设计等。
02
失效分析
失效定义与分类
失效定义
器件无法完成其预定功能或性能恶化到无法接受的程度。
失效分类
功能失效和结构失效，按性质可分为软失效和硬失效，按物理效应可分为可恢复失效和不可恢复失效 。
失效分析方法
外观检查
电气测试
X射线检测
切片分析
化学成分分析
通过肉眼观察器件外观 是否存在明显的缺陷或 损伤，如裂纹、变形、 烧伤等。
05
案例分析与讨论
典型失效案例分析
案例1
一个高可靠性MEMS压力传感器的失效分析 。
案例2
一个微电子电路中的热失效问题。
案例3
一个存储器芯片的突发性失效。
失效预防与可靠性提升措施
预防措施1
采用高可靠性设计和制造技术。
预防措施2
优化芯片封装和测试流程。
预防措施3
重视生产过程中的质量控制。
提升措施1
控制晶圆的几何形状、表 面平整度和化学组成，确 保晶圆具有一致性和可靠 性。
薄膜沉积环节
通过优化工艺参数和选用 合适的薄膜材料，提高薄 膜的质量和可靠性。
光刻环节
精确控制光刻胶的厚度、 光刻掩膜版的质量以及曝 光能量等参数，确保器件 的尺寸精度和可靠性。
刻蚀环节
通过选用合适的刻蚀气体 、功率等参数，确保刻蚀 的效果和可靠性。
通过测试器件的电压、 电流、电阻等电气参数 ，判断器件是否存在电 气故障。
利用X射线对器件内部进 行无损检测，发现微小 缺陷和内部结构问题。
通过将器件切割成薄片 进行观察和分析，了解 器件内部结构和材料的 组成及分布情况。
采用光谱分析、质谱分 析、能谱分析等方法， 检测器件中各元素的种 类、含量及分布情况。
02
失效分析
失效定义与分类
失效定义
器件无法完成其预定功能或性能恶化到无法接受的程度。
失效分类
功能失效和结构失效，按性质可分为软失效和硬失效，按物理效应可分为可恢复失效和不可恢复失效 。
失效分析方法
外观检查
电气测试
X射线检测
切片分析
化学成分分析
通过肉眼观察器件外观 是否存在明显的缺陷或 损伤，如裂纹、变形、 烧伤等。
05
案例分析与讨论
典型失效案例分析
案例1
一个高可靠性MEMS压力传感器的失效分析 。
案例2
一个微电子电路中的热失效问题。
案例3
一个存储器芯片的突发性失效。
失效预防与可靠性提升措施
预防措施1
采用高可靠性设计和制造技术。
预防措施2
优化芯片封装和测试流程。
预防措施3
重视生产过程中的质量控制。
提升措施1
控制晶圆的几何形状、表 面平整度和化学组成，确 保晶圆具有一致性和可靠 性。
薄膜沉积环节
通过优化工艺参数和选用 合适的薄膜材料，提高薄 膜的质量和可靠性。
光刻环节
精确控制光刻胶的厚度、 光刻掩膜版的质量以及曝 光能量等参数，确保器件 的尺寸精度和可靠性。
刻蚀环节
通过选用合适的刻蚀气体 、功率等参数，确保刻蚀 的效果和可靠性。
通过测试器件的电压、 电流、电阻等电气参数 ，判断器件是否存在电 气故障。
利用X射线对器件内部进 行无损检测，发现微小 缺陷和内部结构问题。
通过将器件切割成薄片 进行观察和分析，了解 器件内部结构和材料的 组成及分布情况。
采用光谱分析、质谱分 析、能谱分析等方法， 检测器件中各元素的种 类、含量及分布情况。
电子产品质量与可靠性技术 PPT
●
● ●
例4：神舟5号火箭发射成功的可靠性为0.997.
●
不可靠度
定义：是指产品在规定的条件下，在规定的时间内 、产品不能完成规定的功能的概率。它也是时间的 函数，记作F(t)，也称为累积F(t)=p(T≤ t)
●
R(t)+F(t)=1
失效概率密度f(t)
定义：失效概率密度是累积失效概率F(t)对时间的变化率， 它表示产品寿命落在包含t的单位时间内的概率，即t时刻， 产品在单位时间内失效的概率
可靠性指标的选择的依据
a、装备的类型，例如对坦克为平均无故障里程（ MMBF）、对于飞机为平均无故障飞行小时（ MFHBF）、对一般设备则为平均无故障时间（ MTBF）；
b、装备的使用要求（战时、平时、一次使用、重 复使用）对于一次使用的产品则为成功率（例 导弹）； c、装备可靠性的验证方法，厂内试验验证则用合 同参数，外场验证则用使用参数。
●
可靠性模型
数学型
假设各单元寿命服从指数分布
Rs (t ) Ri (t )
i 1
n
MTBFs=1\λs
s i
i 1
n
建立产品的可靠性模型
●
产品的可靠性模型是进行产品可靠性指标定量分配和 预计,以及开展产品可靠性分析的基础。
●
典型的可靠性模型有：
串联、并联（热储备）、混联、表决(k/n)、冷储备（ 非工作）和网络系统等。
dF (t ) f (t ) F (t ) dt
瞬时失效率λ(t)，（简称失效率）
●
定义：是在t时刻，尚未失效的产品，在该时刻后的 单位时间内发生失效的概率。
(t ) lim
t 0
F (t t ) F (t ) dF (t ) 1 R(t )t dt R(t )
《电子产品的可靠性》PPT课件
可 靠 性精定选性PP要T求
16
可靠性设计------ 3.系统可靠性设计技术流程 2.系统（产品）方案论证及确认阶段
工作流程说明：
1、 按照确定的可靠性定量指标，进行系统可靠性指标的分配，使系统各层次 设计明确各自的设计目标。 2、 按照设计方案建立系统可靠性模型，进行系统可靠性预计，发现薄弱环节 ，改进设计， 并判定设计方案能否满足系统可靠性定量要求。 3、 改进方案调整可靠性分配指标，再次进行可靠性预计，可反复多次进行。 4、 按照确定的可靠性定性要求，制定初步的可靠性设计总则，包括：降额设 计总则、优选元器件清单（PPL），热设计总则、EMC设计等，来指导系统设计 。 5. 按照已确定的可靠性定性要求，进行功能FMEA、FTA等分析工作，发现薄 弱环节，改进设计。
26.12.2020
精选PPT
10
可靠性设计--------现代系统设计思想
产品电气原理 设计
可靠性设计
单 板 布 线 前 的 SI仿 真
热 设 计 仿 真 （ B ETA）
N
TEST PASS
Y PCB 布 局 、 布 线
EM I仿 真
布 线 后 S I 、 P I（ 电 源 完 整 性 ）、 E M I 分 析
可靠性定性要求 工程研制初步设计阶段可靠性工程设计流程
26.12.2020
精选PPT
19
可靠性设计------ 3.系统可靠性设计技术流程 3.系统（产品）工程研制阶段----详细设计阶段
研制任务：
1、 各层次产品全部详细图纸的设计 2、 功能、性能的详细设计、工程计 算 3. 技术文件的编制，包括产品标准 的 出台
精选PPT
18
可靠性设计------ 3.系统可靠性设计技术流程
电子产品可靠性PPT课件
量等级等均应满足设备工作和环境的要求，并留有足够的裕量。
第19页/共155页
•
(2) 优先选用经实践证明质量稳定、可靠性高、有发展前途的标准元
器件，不选用淘汰和禁用的元器件。
•
(3) 应最大限度地压缩元器件的品种规格，减少生产厂家，提高它们
的复用率。
•
(4) 除特殊情况外，所有电子元器件应按不同的要求经过必要的可靠
维修安全。
•
(5) 设备最好具备监测装置和故障预报装置，能使操纵者尽早地发现
故障或测试失效元器件，及时更换维修，以缩短维修时间，防止大故障出现。
第11页/共155页
• 生产方面
•
1. 生产条件对电子设备的要求
•
任何电子设备在它的研制之后都要投入生产。生产厂的设备情况、
技术和工艺水平、生产能力和生产周期以及生产管理水平等因素都属于生产
•
(1) 输出高电平UOH。输出高电平UOH是指输入端有一个(或几个)为
低电平时的输出电平。UOH典型值约为3.6 V。
•
(2) 输出低电平UOL。输出低电平UOL是指在电路输出端接有额定负
载(通常规定为带八个同类型的与非门负载)时，电路处于饱和导通状态时的
输出电压。UOL一般应小于或等于0.35 V。
备能够耐受高低温循环时的冷热冲击。
•
(2) 采取各种防护措施，防止潮湿、盐雾、大气污染等气候因素对电
子设备内元器件及零部件的侵蚀和危害，延长其工作期。
第3页/共155页
•
2. 机械条件对电子设备的要求
•
机械条件是指电子设备在不同的运载工具中使用时所受到的振动、
冲击、离心加速度等机械作用。它对设备的影响主要是：元器件损坏失效或
电子产品结构可靠性与防护设计ppt课件
24
电子产品总体结构与防护设计
线规 ：指导线的粗细标准 ，有线号和线径两种 表示方法 。
线号制 ：按导线的粗细排列成一定号码 ，线号 越大，其线径越小，英、美等国家采 用线号制 。
线径制：用导线直径的毫米（mm）数表示线规 ，
中国采用线径制。
25
电子产品总体结构与防护设计
b. 绝缘外皮材料 绝缘外皮除了电气绝缘外，还有增强导线机械 强度、保护导线不受外界环境腐蚀的作用。
（典型代表：从“大哥大”到智能手机） 12
电子产品总体结构与防护设计
微型化结构的特点
①电阻器、电容器、导线大都是在介质衬底表面上制成薄 膜结构形式；二、三极管则是在半导体衬底的表面层上制 成扩散结构形式。 ②把很多组件结合（集成）到一块衬底上，结果便得到结 构上完整的功能部件，但难以满足电磁兼容性和热兼容性 的要求，也难以使产品有高的成品率。 ③使用小型分立组件、接头、滤波组件、匹配组件、指示 元件、转接元件等。 ④采用新的特殊方法来保证对热作用和机械作用及潮湿作 用进行防护。 ⑤产品的尺寸在很大程度上取决于指示元件和控制元件的 尺寸。 ⑥材料用量少。 ⑦在大批量生产时成本有可能很低
电子产品总体结构与防护设计
采用哪一种形式的组装结构取决于
1.电子设备的性能、技术要求； 2.电子设备的复杂程度 3.组装工艺性与生产批量； 4. 防护要求与使用要求。
18
电子产品总体结构与防护设计
电子产品的电气 连接方式
19
电子产品总体结构与防护设计
电气连接方法
电子产品组装部件间的电气连接，主 要采用印制导线连接、导线、电缆以及 其它电导体等方式进行连接。
机柜插箱
4
电子产品总体结构与防护设计
电子产品的组织结构
电子产品总体结构与防护设计
线规 ：指导线的粗细标准 ，有线号和线径两种 表示方法 。
线号制 ：按导线的粗细排列成一定号码 ，线号 越大，其线径越小，英、美等国家采 用线号制 。
线径制：用导线直径的毫米（mm）数表示线规 ，
中国采用线径制。
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电子产品总体结构与防护设计
b. 绝缘外皮材料 绝缘外皮除了电气绝缘外，还有增强导线机械 强度、保护导线不受外界环境腐蚀的作用。
（典型代表：从“大哥大”到智能手机） 12
电子产品总体结构与防护设计
微型化结构的特点
①电阻器、电容器、导线大都是在介质衬底表面上制成薄 膜结构形式；二、三极管则是在半导体衬底的表面层上制 成扩散结构形式。 ②把很多组件结合（集成）到一块衬底上，结果便得到结 构上完整的功能部件，但难以满足电磁兼容性和热兼容性 的要求，也难以使产品有高的成品率。 ③使用小型分立组件、接头、滤波组件、匹配组件、指示 元件、转接元件等。 ④采用新的特殊方法来保证对热作用和机械作用及潮湿作 用进行防护。 ⑤产品的尺寸在很大程度上取决于指示元件和控制元件的 尺寸。 ⑥材料用量少。 ⑦在大批量生产时成本有可能很低
电子产品总体结构与防护设计
采用哪一种形式的组装结构取决于
1.电子设备的性能、技术要求； 2.电子设备的复杂程度 3.组装工艺性与生产批量； 4. 防护要求与使用要求。
18
电子产品总体结构与防护设计
电子产品的电气 连接方式
19
电子产品总体结构与防护设计
电气连接方法
电子产品组装部件间的电气连接，主 要采用印制导线连接、导线、电缆以及 其它电导体等方式进行连接。
机柜插箱
4
电子产品总体结构与防护设计
电子产品的组织结构
微电子产品可靠性
05
微电子产品的可靠性挑 战与解决方案
技术挑战
微电子产品的尺寸和复杂性不断增长，导致可靠性问题更加突出。
微电子产品的制造过程中，由于材料、工艺和设备等因素，可能导致产品性能不稳 定。
微电子产品的可靠性受到多种因素的影响，如温度、湿度、压力、振动等，需要采 取有效的测试和验证方法来确保产品的可靠性。
将故障隔离在最小范围内，避免故障扩散导致整 个系统瘫痪。
故障恢复
在发现故障后，能够自动或手动恢复到正常状态， 保证系统的连续运行。
降额设计
降额使用
01
在微电子产品设计中，通过降低工作电压、电流或频率等参数，
减少对元器件的应力，提高其可靠性。
负载均衡
02
在多模块系统中，通过负载均衡技术，使各模块工作在相同的
为了提高微电子产品的环境适应性， 可以采用耐环境设计、电磁屏蔽、噪 声抑制等方法。
微电子产品可能受到电磁干扰、辐射 等因素的影响，导致性能不稳定或失 效。
06
微电子产品可靠性的未 来展望
新材料与新工艺的发展
总结词
随着新材料和先进工艺的不断发展，微电子产品的可靠性将 得到显著提升。
详细描述
新材料如碳纳米管、二维材料等具有优异的电学、热学和机 械性能，能够提高微电子器件的稳定性和寿命。新工艺如自 对准工艺、原子层沉积等，可以实现更为精确和可靠的微电 子制造，降低产品故障率。
系统级可靠性的提升
总结词
系统级可靠性是未来微电子产品可靠性研究的重要方向，通过多层次、多角度的 可靠性分析和设计，提升整个系统的可靠性。
详细描述
系统级可靠性研究涉及芯片、封装、板卡、系统等多个层次，通过协同优化各层 次之间的结构和功能，实现整个系统的可靠性和稳定性。此外，系统级可靠性还 关注多物理场耦合效应、热管理、电磁兼容性等问题。
电子产品结构可靠性与防护设计ppt课件
拟） ❖ 注意优化、可靠性、性价比，尽量采用标
准化、通用化零部件
可编辑课件PPT
9
电子产品总体结构与防护设计
结构设计的一般方法 1、熟悉设备的技术指标和使用条件 2、确定结构方案 3、确定机壳的尺寸和所用的材料 4、进行总体布局
可编辑课件PPT
10
电子产品总体结构与防护设计
随着电子产品范围的不断扩大，其功 能日趋复杂，结果是产品的组件数目、体 积、重量、耗电量和成本增加了，而可靠 性却在下降。解决这个问题的主要方法就 是在产品中大量采用集成电路、功能集成 件和系统功能集成件，这就导致电子设备 结构的变革，使产品组装电路的结构微型 化，产品结构进一步组合化。
电子产品总体结构与防护设计
电子产品 结构可靠性与防护设计
可编辑课件PPT
1
电子产品总体结构与防护设计
一、 电子产品结构设计
可编辑课件PPT
2
电子产品总体结构与防护设计
普通电子产品的结构设计，是相对比较简单的 一种机械设计，主要任务是为电路提供一个保护外 壳或安装支撑平台，一般没有运动机构部分，不必 考虑磨损和应力，材料的选择和工艺处理也比较简 单。
SYV 聚 氯 乙 烯 -40~+60℃
固定式无线 图 中
绝缘同轴 射频电缆
电 装 置 （ 50 (c) Ω）
可编辑课件PPT
28
电子产品总体结构与防护设计
表2
型号 名称
工作条件
主要用途 结构
RV S 聚 氯 乙 烯 450V
或 家 用 电 器 、小 图 中
绝 缘 双 绞 750V/AC ， <50 型 电 动 工 具 ， (d)
线径制：用导线直径的毫米（mm）数表示线规 ，
准化、通用化零部件
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9
电子产品总体结构与防护设计
结构设计的一般方法 1、熟悉设备的技术指标和使用条件 2、确定结构方案 3、确定机壳的尺寸和所用的材料 4、进行总体布局
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电子产品总体结构与防护设计
随着电子产品范围的不断扩大，其功 能日趋复杂，结果是产品的组件数目、体 积、重量、耗电量和成本增加了，而可靠 性却在下降。解决这个问题的主要方法就 是在产品中大量采用集成电路、功能集成 件和系统功能集成件，这就导致电子设备 结构的变革，使产品组装电路的结构微型 化，产品结构进一步组合化。
电子产品总体结构与防护设计
电子产品 结构可靠性与防护设计
可编辑课件PPT
1
电子产品总体结构与防护设计
一、 电子产品结构设计
可编辑课件PPT
2
电子产品总体结构与防护设计
普通电子产品的结构设计，是相对比较简单的 一种机械设计，主要任务是为电路提供一个保护外 壳或安装支撑平台，一般没有运动机构部分，不必 考虑磨损和应力，材料的选择和工艺处理也比较简 单。
SYV 聚 氯 乙 烯 -40~+60℃
固定式无线 图 中
绝缘同轴 射频电缆
电 装 置 （ 50 (c) Ω）
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28
电子产品总体结构与防护设计
表2
型号 名称
工作条件
主要用途 结构
RV S 聚 氯 乙 烯 450V
或 家 用 电 器 、小 图 中
绝 缘 双 绞 750V/AC ， <50 型 电 动 工 具 ， (d)
线径制：用导线直径的毫米（mm）数表示线规 ，
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Semiconductor Reliability & Reliability Physics
5
集成电路可靠性与 可靠性物理
小结:半导体器件金属电极系统的主要失效机理
⒈蒸发自掩蔽效应造成氧化层台阶处金属膜的断路； ⒉因电迁移造成金属电极系统表面出现小丘、空洞、 晶须造成开路或短路。 ⒊金属与硅的共熔,导致硅表面出现腐蚀坑,使eb结 特性变软,甚至穿通； ⒋温度循环过程中,金属膜表面再结构造成表面粗糙 化,出现小丘,在变薄处加速了电迁移现象的发生； ⒌高温下,电极金属与SiO2相互作用,使金属膜变薄， SiO2受到侵蚀,造成极间短路或开路； ⒍潮湿气氛下,电极系统的电化学腐蚀现象造成极间 开路；
Q＝CV＝常数
❖ 若电偶层厚度为10-8cm（1A ），接触电势为 0.01V时，则分离1cm，静电势可达106V；实际上 静电势远小于此值，因为两物体分开时，总有些电 子要越过接触面而复合，所以残存的电荷量取决于 分开速度。
Semiconductor Reliability & Reliability Physics
Semiconductor Reliability & Reliability Physics
12
集成电路可靠性与 可靠性物理
3.3.2 静电源 一，构成对半导体器件损伤的各种静电源
对半导体电路产生影响的静电源主要有绝缘体、人 造材料和人体，其中人体是最重要的静电源。 1 人体是最重要的静电源 ❖ 人体接触面广，活动范围大，很容易与带有静电荷 的物体接触或摩擦而带电；同时也有许多机会将人体 自身所带的电荷转移到电路上或者通过电路放电； ❖ 人体与地之间的电容较小，少量的静电荷转移到人 体上，可导致很高的静电势( ∵ Q = CV )； ❖ 人体的电阻较低，处于静电场中容易感应起电；
10次循环每次15分钟)
Semiconductor Reliability & Reliability Physics
2
集成电路可靠性与 可靠性物理
2，低温多循环再结构―电极温度低、变化大， 变化次数多。 ⑴ 特点：金属化表面粗糙不平，出现皱纹；
⑵ 皱纹产生原因：压缩疲劳引起的塑性形变；
⑶ 后果：使Al膜的晶粒长大，变胖，长出晶 瘤，常常是短间距的金属化器件极间瞬时短 路的主要原因之一。
7
集成电路可靠性与 可靠性物理
一，产生静电的过程
1, 摩擦产生静电 ❖因两种物质摩擦或接触后又快速分离而产生静电的 过程称为摩擦生电； ❖两种材料表面单位体积所含可动电荷密度不等，或 者说两种不等电子化学势或费米能级的材料相接触， 则电子从化学势高的材料运动到低的材料，接触处便 形成了电偶层，一般接触电势差为 0.01V～0.1V。
4
集成电路可靠性与 可靠性物理
三，防止表面再结构的ຫໍສະໝຸດ 施1,提高蒸发时的衬底温度以增大晶粒直径， 可以减弱以至完全防止高温少循环再结构； 2,薄膜合金化，可以增加膜的降服强度，滞 缓金属的流动； 3,铝膜上覆盖 PECVD SiO2，可大大减小铝 与SiO2(或Si)之间膨胀系数之差和铝的线膨胀 系数，这对防止两种再结构都很有效。
Semiconductor Reliability & Reliability Physics
6
集成电路可靠性与 可靠性物理
静电效应
3.3 静电效应 3.3.1 静电的产生
静电的产生主要有两种形式，即摩擦产生静电和感 应产生静电。
静电产生的两种形式
Semiconductor Reliability & Reliability Physics
Semiconductor Reliability & Reliability Physics
11
集成电路可靠性与 可靠性物理
2 感应产生静电 当一个导体靠近带电体时，会受到该带电体形成的
静电场的作用，在靠近带电体的导体表面感应出异种 电荷，远离带电体的表面出现同种电荷。尽管这时导 体所带净电荷量仍为零，但出现了局部带电区域，这 一过程称为感应生电； ❖ 显然，非导体不能通过感应产生静电。 ❖ 静电的产生及其大小与环境湿度和空气中的离子浓 度密切相关：在相对湿度高的场合静电势较低；在相 对湿度低的场合静电势就高。空气纯净的场所内，由 于离子浓度低，所以静电更易产生。
Semiconductor Reliability & Reliability Physics
3
集成电路可靠性与 可靠性物理
大晶粒(8μ)的1mil宽Al膜在低温 (∆T=70℃)36000次电脉冲作用下表面再结构的SEM照片
Semiconductor Reliability & Reliability Physics
集成电路可靠性与 可靠性物理
微电子产品可靠性(ppt 100页)
Semiconductor Reliability & Reliability Physics
集成电路可靠性与 可靠性物理
SiO2上小晶粒(<1μm)Al膜高温少循环表面再结构的SEM照 片
左图为热处理前,右图为热处理后(∆T=400℃,
9
集成电路可靠性与 可靠性物理
二 摩擦生电的电势
摩擦生电主要发生在绝缘体之间，由于绝缘体不 能把所产生的电荷迅速分布到物体整个表面，或迅 速传给它所接触的物体，所以能产生相当高的静电 势； 1,两种物体摩擦时，接触点增加，接触面积大，接 触和分离几乎同时进行，分离速度快，残存的电荷 量多，所以，产生的电势高。 2,两种不同组合的材料，摩擦后产生静电势的高低 是不同的，各种材料，按其相互摩擦后产生的电势 高低可以排成次序:
当两种不同材料的物体接触后又迅速分开时，电子 来不及跑回原材料，则电子化学势高的材料将荷正电， 反之荷负电，这即静电产生的原因。
Semiconductor Reliability & Reliability Physics
8
集成电路可靠性与 可靠性物理
2,若接触物体理想地分离，即无任何电子在分离瞬 间越过接触面而复合，则在分开过程中
Semiconductor Reliability & Reliability Physics
10
集成电路可靠性与 可靠性物理
常见材料磨擦生电顺序表
❖ 排在前面的材料与排在后面的材料相互摩擦时，前 者带正电，后者带负电； ❖同种材料与不同材料相互摩擦时，所带电荷的极性 可能不同，如玻璃棒与棉相摩擦，玻棒带正电，棉带 负电；而棉和硅片相摩擦，则棉带正电，硅片带负电。