本文關(guān)鍵詞：電子元器件及封裝質(zhì)量控制中若干案例的分析研究

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【摘要】：隨著軍用電子設(shè)備的使用環(huán)境越來(lái)越復(fù)雜,對(duì)產(chǎn)品的可靠性要求越來(lái)越苛刻,而電子元器件是電子設(shè)備的基本組成部分,電子元器件的可靠性的提高成了當(dāng)前亟待解決的問(wèn)題。本論文主要針對(duì)電子元器件質(zhì)量控制中若干案例進(jìn)行分析和總結(jié),主要研究成果概括如下。利用掃描電子顯微鏡對(duì)樣品進(jìn)行形貌分析,當(dāng)表面成分中平均原子序數(shù)相差較大時(shí),使用背散射電子成像模式可以獲得形貌和成分的混合像,較二次電子成像模式更能準(zhǔn)確的反應(yīng)表面形貌信息;對(duì)于導(dǎo)電性較差的樣品,要獲得分辨率較高的圖像,需進(jìn)行噴金或者噴碳,增加樣品的導(dǎo)電性;能譜儀的定性分析模式中線掃描可以直觀描述某一元素沿特定路徑的濃度分布,反應(yīng)元素的富集情況或不同層之間元素互浸入的程度。將這些結(jié)論應(yīng)用于之后的分析測(cè)試工作中,使更有效的開(kāi)展分析測(cè)試工作。將廠家計(jì)劃引入的新鍍液電鍍多層陶瓷電容器錫層,并進(jìn)行相關(guān)的可靠性鑒定試驗(yàn),經(jīng)檢測(cè)DPA模塊鍍層內(nèi)部鍍層檢測(cè)、電參數(shù)測(cè)試和可靠性測(cè)試,鍍液產(chǎn)品性能滿足使用要求。利用掃描電子顯微鏡對(duì)可焊層錫層進(jìn)行形貌觀察,使用新鍍液的產(chǎn)品相對(duì)于老鍍液延邊長(zhǎng)度更短,均勻性更好,鍍液成本低,故建議廠家引入新鍍液;對(duì)于多層陶瓷電容器進(jìn)行形貌分析以及DPA模塊內(nèi)部分析,結(jié)合電參數(shù)檢測(cè),討論了瓷介質(zhì)擊穿的機(jī)理,確認(rèn)失效是由于端頭的裂紋引起的,經(jīng)層層分析該裂紋是由外應(yīng)力產(chǎn)生的;針對(duì)多層陶瓷電容器短路整體解焊后部分產(chǎn)品短路消失的現(xiàn)象,使用體視顯微鏡、掃描電子顯微鏡和能譜儀對(duì)失效的多層陶瓷電容器進(jìn)行形貌和成分分析,結(jié)合微組裝工藝流程確定失效是由于樣品在涂覆三防漆前未對(duì)線路板進(jìn)行充分烘烤,導(dǎo)致端電極發(fā)生電遷移。利用電子探針能譜儀對(duì)鋁合金樣品進(jìn)行成分分析時(shí),斷口表面和機(jī)械加工面Cu元素含量相差較大,使用掃描電子顯微鏡對(duì)斷口進(jìn)行形貌觀察發(fā)現(xiàn)有第二相的存在,通過(guò)探討X射線的作用機(jī)理,確定成分差異較大的原因有兩點(diǎn),其一:斷口為韌窩斷口,表面凹凸不平,原子序數(shù)較大的元素產(chǎn)生的特征X射線跳躍能力越強(qiáng),在凹陷部位相對(duì)于原子序數(shù)較小的元素產(chǎn)生的特征X射線更容易逸出表面。其二:第二相的生成會(huì)使某些元素富集,元素的不均勻分布影響成分的檢測(cè),這時(shí)采用機(jī)械加工面進(jìn)行成分分析結(jié)果更為準(zhǔn)確;利用掃描電子顯微鏡和電子探針能譜儀對(duì)硅鋁合金激光封焊進(jìn)行形貌分析,找出缺陷并分析作用機(jī)理,進(jìn)一步優(yōu)化工藝參數(shù);激光封焊焊接過(guò)程中大量熱的產(chǎn)生使金屬處于熔融態(tài),在毛細(xì)管力的作用下易使少量熔融金屬進(jìn)入進(jìn)腔體內(nèi),以小球的形態(tài)附著在基板表面,且移動(dòng)隨機(jī)無(wú)方向性容易碰撞金屬引線,對(duì)器件的安全使用存在潛在威脅,建議在腔體邊沿加一道凹槽,減緩熔融金屬向腔體內(nèi)的流動(dòng),增加器件的可靠性。對(duì)失效的限流穩(wěn)壓器、芯片電容、砷化鎵功率放大器和移相器進(jìn)行形貌和成分的分析,確定失效原因并提出相關(guān)建議。通過(guò)以上的分析工作,豐富了掃描電鏡和電子探針能譜儀的分析的方法,更有效、靈活的開(kāi)展顯微檢測(cè)工作;對(duì)多層陶瓷電容器和芯片電容的質(zhì)量相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行探討,切實(shí)解決了相關(guān)問(wèn)題;對(duì)限流穩(wěn)壓器、砷化鎵功率放大器和移相器進(jìn)行的失效分析,找到了失效的原因并提出相關(guān)建議。對(duì)激光封焊鋁合金進(jìn)行可靠性分析,確定其產(chǎn)生的機(jī)理。
【關(guān)鍵詞】：多層陶瓷電容器 失效分析 焊接 微觀分析
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN606;TJ5
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 研究背景和意義11-12
• 1.2 電子元器件的質(zhì)量和可靠性12-15
• 1.3 本文工作15-16
• 第二章 電子元器件的顯微分析16-23
• 2.1 電子顯微技術(shù)16
• 2.2 掃描電子顯微鏡16-20
• 2.2.1 掃描電子顯微鏡作用機(jī)理16-18
• 2.2.2 顯微技術(shù)常用的電子信號(hào)18-19
• 2.2.3 能譜儀工作原理19-20
• 2.3 SEM顯微分析模式的應(yīng)用20-22
• 2.3.1 二次電子成像（SEI）和背散射電子成像（BEI）對(duì)比分析20-21
• 2.3.2 對(duì)導(dǎo)電性差的樣品的形貌觀察21
• 2.3.3 線掃描在陶瓷電容器三層端電極中的應(yīng)用21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第三章 多層陶瓷電容器可靠性分析23-44
• 3.1 多層陶瓷電容器新鍍液可靠性性鑒定試驗(yàn)23-32
• 3.1.1 錫鉛層SEM形貌對(duì)比24-25
• 3.1.2 鍍層厚度情況對(duì)比25-26
• 3.1.3 DPA模塊分析26
• 3.1.4 電容器電性能檢測(cè)26-29
• 3.1.5 電容器可靠性試驗(yàn)29-32
• 3.2 多層陶瓷電容器介質(zhì)擊穿短路分析32-38
• 3.2.1 失效樣品外觀檢查32
• 3.2.2 電參數(shù)測(cè)試32
• 3.2.3 DPA模塊分析32-35
• 3.2.4 失效原因分析35-38
• 3.3 多層陶瓷電容器有機(jī)物污染失效分析38-43
• 3.3.1 樣品描述38-40
• 3.3.2 內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析40
• 3.3.3 失效機(jī)理討論40-41
• 3.3.4 水滴實(shí)驗(yàn)41-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第四章 激光封焊工藝改進(jìn)方面的顯微研究44-54
• 4.1 鋁合金激光封焊原材料的質(zhì)量控制44-50
• 4.1.1 鋁合金成分分析44-48
• 4.1.2 鋁合金激光封焊原材料的SEM評(píng)價(jià)48-50
• 4.2 激光封焊對(duì)腔體內(nèi)組件的影響50-52
• 4.2.1 分析過(guò)程51-52
• 4.2.2 結(jié)論52
• 4.3 本章小結(jié)52-54
• 第五章 微波器件失效分析54-66
• 5.1 限流穩(wěn)壓器輸出失效分析54-59
• 5.1.1 樣品描述54
• 5.1.2 分析過(guò)程54-59
• 5.2 砷化鎵功率放大器中導(dǎo)線熔斷分析59-61
• 5.3 芯片電容引線鍵合可靠性分析61-63
• 5.4 移相器中PN結(jié)二極管表面異常分析63-65
• 5.5 本章小結(jié)65-66
• 第六章 結(jié)論66-67
• 致謝67-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果71-72

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