失效模式

典型失效表现案例

造成的影响

短路

介质击穿（如电容介质层破裂、PCB基材碳化）

电流异常绕过设计路径，局部过流

金属迁移（如银离子迁移、电化学枝晶生长）

形成导电通道，电路异常导通

过压击穿（如MOS管漏源极雪崩击穿）

瞬间短路、烧毁元件

污染导电（助焊剂残留、金属碎屑桥接）

非设计路径导通

开路

引线断裂（键合开裂、导线脱离）

电路中断

材料断裂（焊点疲劳、保险熔断）

物理连接失效，电路不通

界面分离（LED芯片与基板分离）

热阻增大或信号传输中断

腐蚀断路（PCB铜箔硫化发黑）

导电层完全氧化阻断电流

功能丧失

固件错误（程序逻辑缺陷、存储器损坏、Flash改写）

设备无法启动或执行基础操作

电源失效（电源输出异常）

供电不足或过压保护触发

核心元件死机（MCU失效、时钟停振、复位无效）

系统宕机

特性退化/劣化

阻值漂移（碳膜氧化、湿气侵入）

参数偏离设计范围，性能下降

光效衰减（LED封装材料褐变）

亮度降低或色温偏移

漏电流增加（PN结热损伤或离子污染）

功耗增大、寿命降低

机械磨损（接插件多次插拔）

阻抗增大、功耗增大、增大压降

结构材料不良

腐蚀穿孔（晶间腐蚀、点蚀）

结构强度丧失或密封失效

变形失效（塑性变形、蠕变下垂）

装配精度下降或功能受限

分层开裂（封装气泡膨胀、热应力剥离）

密封性破坏或机械强度降低

异物污染（硅片颗粒、封装杂质）

短路风险或光学性能下降

重测合格

接触不良（连接器氧化、插座弹片松弛）

间歇性功能中断

环境敏感性（热胀冷缩引发BGA焊球微裂纹）

温度波动时功能不稳定

信号干扰（电磁噪声耦合误触发）

误动作或重启后恢复

失效机理

物理/化学影响过程

设计缺陷

器件版图、工艺方案、电路和结构等方面的设计缺陷

体内劣化

二次击穿、CMOS闩锁效应、中子辐射损伤、重金属沾污和材料缺陷引起的结特性退化、瞬间功率过载等。

表面劣化

钠离子沾污引起沟道漏电、γ 辐照损伤，表面击穿(蠕变)、表面复合引起小电流增益减小等

金属化劣化

金铝合金、铝电迁移、铝腐蚀、铝划伤、铝缺口、台阶断铝、过电应力烧毁等

氧化层缺陷

针孔、氧化层厚度不均匀、接触孔钻蚀、介质击穿等

键合缺陷

键合颈部损伤、键合强度不够、键合面沾污金-铝合金、键合位置不当、键合丝损伤、键合丝长尾、键合应力过大损伤硅片

封装劣化

管腿腐蚀、管腿损伤、漏气、壳内有外来物引起漏电或短路、绝缘珠裂缝、标志不清

使用不当

静电损伤、电浪涌损伤、机械损伤、过高温引起、干扰信号引起、焊剂腐蚀管脚等

设备类型

仪器名称

主要功能

观测设备

立体显微镜、金相显微镜（带摄影）

微观结构观察、缺陷定位

电特性测试设备

特性曲线图示仪、集成电路测试仪、示波器、数字电压表、直流电源、电流表、小信号发生器、脉冲发生器、电容表等

电性能验证、参数分析

试验设备

高温箱、低温箱、微拉力计(测量键合丝拉力)和检漏设备

环境模拟、键合强度测试

解剖工具及辅助设备

机械微探针、管壳开启器、研磨设备及夹具、超声波清洗器、电炉和常用工具(齐套)

样品处理、截面制备

化学处理间

需备注通风柜。去除塑料或树脂的发烟硝酸、发烟硫 酸，去除铝的 NaOH和稀硫酸等，去除钝化层的光刻腐蚀液(或氢氟酸加氟化铵溶液)，PN结染色液(按方配制)，硅材料选择性腐蚀液(sirt腐蚀液)，无水乙醇和丙酮等有机溶剂

材料去除、染色分析

安全防护用品

橡胶手套、防护眼镜、防护工作服、护面等

保护操作分析人员