1、封装失效,当管壳出现裂纹时就会发生封装失效。机械应力、热应力或封装材料与金属之间的热膨胀系数失配可使裂纹形成。当湿度较高或器件接触到焊剂、清洁剂等物质时,这些裂纹就成为潮气入侵管壳的通路。化学反应可使器件劣化,从而导致器件失效。
2、线键合失效,因大电流通过造成的热过应力、因键合不当造成的键合引线上的机械应力、键合引线与芯片之间的界面上的裂纹、硅的电迁移以及过大的键合压力都会造成引线键合失效。
3、芯片粘结失效,芯片与衬底之间接触不当可降低它们之间的导热性。因此,芯片会出现过热,从而导致应力加大和开裂,最终使器件失效。
4、体硅缺陷,有时候,晶体缺陷引起的故障或硅体材料中的杂质和玷污物的存在也会使器件失效。器件生产期间由扩散问题引起的工艺缺陷也会使器件失效。
5、氧化层缺陷静电放电和通过引线扩展的高压瞬变可使薄氧化层即绝缘体击穿,并导致器件失灵。氧化层的裂纹和或划痕以及氧化物中杂质的存在也能使器件失效。
6、铝的金属缺陷。
硬件失效的主要原因是什么
你是否长时间纠缠于线路板的失效分析?你是否花费大量精力在样板调试过程中?你是否怀疑过自己的原本正确的设计?也许许多硬件工程师都有过类似的心理对话。有数据显示,78%的硬件失效原因是由于不良的焊接和错误的物料贴片造成的。
导致工程师花费大量时间和精力在样板调试和分析中,耽误了项目进度。如果一时间找不出不良原因,工程师会怀疑自己的原本正确的设计,致使自己误入不正确的思维方向。
在真正做硬件调试的时候,工程师往往会考虑很多高深的潜在诱因,但都不愿意去怀疑焊接是否足够可靠,但是往往“最安全的地方,就是最危险的地方”。
工程师们会习惯性的认为焊接这样简单的事情不会造成许多貌似复杂的问题,一旦这样的问题发生了,他们也会习惯性的去考虑软件的健壮性,硬件电路的设计的合理性。比如:
1案例一
由于DDR高速信号部分某一信号的虚焊,系统作普通小数据量传输时看似都工作正常,然而在做大数据量的burst *** 作时,比如高清电影播放, *** 作系统载入,就会常常报错。而往往被误以为是软件原因,软件工程师长时间查看代码无果。
2案例二
由于焊接时时间和温度控制不当,导致LCD和USB这样的连接器内部的塑料结构部分因为高温而融化变形,导致某一信号意外断开,从而LCD无显示,USB无通讯,被误以为是软件驱动问题。
3案例三
在CPU电源旁,密集的分布着大量去偶电容,由于焊接过程中多余的焊锡导致某一电容短路,结果导致硬件工程师花费大量时间去逐个排查短路原因。
4案例四
高速信号接口连接器,由于某一信号虚焊,导致系统可以工作在较低的总线频率,一旦提升总线速度,系统立即报错。这样问题的原因基本很难被定位。
5案例五
由于电感部分的焊接不良,导致LED的PWM调光功能失效,工程师花大量时间确认是否是软件或者硬件的问题。
焊接,看似简单,但是也是有许多的工作细节和步骤拼凑而成,而这些环节彼此间也是环环相扣的,任何一个环节的错误都会导致最终的问题。所以,在硬件调试过程中,建议工程师们先观察你的样机的焊接质量。
物料是否正确?
脚位是否正确?
是否有连锡,空焊,虚焊的情况?
锡膏过炉后是否饱满,反光?
PCB板是否有焦黄情况?
连接器的结构部分是否在高温下熔化?
芯片位置是否与丝印对应?
检查完以上“浅显”项目后,再把精力放到那些“高深”的问题上!
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