發(fā)布時間：2017-09-01 05:11

  本文關鍵詞：電子元器件及封裝質量控制中若干案例的分析研究

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【摘要】：隨著軍用電子設備的使用環(huán)境越來越復雜,對產品的可靠性要求越來越苛刻,而電子元器件是電子設備的基本組成部分,電子元器件的可靠性的提高成了當前亟待解決的問題。本論文主要針對電子元器件質量控制中若干案例進行分析和總結,主要研究成果概括如下。利用掃描電子顯微鏡對樣品進行形貌分析,當表面成分中平均原子序數(shù)相差較大時,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確的反應表面形貌信息;對于導電性較差的樣品,要獲得分辨率較高的圖像,需進行噴金或者噴碳,增加樣品的導電性;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。將這些結論應用于之后的分析測試工作中,使更有效的開展分析測試工作。將廠家計劃引入的新鍍液電鍍多層陶瓷電容器錫層,并進行相關的可靠性鑒定試驗,經檢測DPA模塊鍍層內部鍍層檢測、電參數(shù)測試和可靠性測試,鍍液產品性能滿足使用要求。利用掃描電子顯微鏡對可焊層錫層進行形貌觀察,使用新鍍液的產品相對于老鍍液延邊長度更短,均勻性更好,鍍液成本低,故建議廠家引入新鍍液;對于多層陶瓷電容器進行形貌分析以及DPA模塊內部分析,結合電參數(shù)檢測,討論了瓷介質擊穿的機理,確認失效是由于端頭的裂紋引起的,經層層分析該裂紋是由外應力產生的;針對多層陶瓷電容器短路整體解焊后部分產品短路消失的現(xiàn)象,使用體視顯微鏡、掃描電子顯微鏡和能譜儀對失效的多層陶瓷電容器進行形貌和成分分析,結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線路板進行充分烘烤,導致端電極發(fā)生電遷移。利用電子探針能譜儀對鋁合金樣品進行成分分析時,斷口表面和機械加工面Cu元素含量相差較大,使用掃描電子顯微鏡對斷口進行形貌觀察發(fā)現(xiàn)有第二相的存在,通過探討X射線的作用機理,確定成分差異較大的原因有兩點,其一:斷口為韌窩斷口,表面凹凸不平,原子序數(shù)較大的元素產生的特征X射線跳躍能力越強,在凹陷部位相對于原子序數(shù)較小的元素產生的特征X射線更容易逸出表面。其二:第二相的生成會使某些元素富集,元素的不均勻分布影響成分的檢測,這時采用機械加工面進行成分分析結果更為準確;利用掃描電子顯微鏡和電子探針能譜儀對硅鋁合金激光封焊進行形貌分析,找出缺陷并分析作用機理,進一步優(yōu)化工藝參數(shù);激光封焊焊接過程中大量熱的產生使金屬處于熔融態(tài),在毛細管力的作用下易使少量熔融金屬進入進腔體內,以小球的形態(tài)附著在基板表面,且移動隨機無方向性容易碰撞金屬引線,對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的流動,增加器件的可靠性。對失效的限流穩(wěn)壓器、芯片電容、砷化鎵功率放大器和移相器進行形貌和成分的分析,確定失效原因并提出相關建議。通過以上的分析工作,豐富了掃描電鏡和電子探針能譜儀的分析的方法,更有效、靈活的開展顯微檢測工作;對多層陶瓷電容器和芯片電容的質量相關問題進行探討,切實解決了相關問題;對限流穩(wěn)壓器、砷化鎵功率放大器和移相器進行的失效分析,找到了失效的原因并提出相關建議。對激光封焊鋁合金進行可靠性分析,確定其產生的機理。
【關鍵詞】：多層陶瓷電容器 失效分析 焊接 微觀分析
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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理16-18
• 2.2.2 顯微技術常用的電子信號18-19
• 2.2.3 能譜儀工作原理19-20
• 2.3 SEM顯微分析模式的應用20-22
• 2.3.1 二次電子成像（SEI）和背散射電子成像（BEI）對比分析20-21
• 2.3.2 對導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用21-22
• 2.4 本章小結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23-32
• 3.1.1 錫鉛層SEM形貌對比24-25
• 3.1.2 鍍層厚度情況對比25-26
• 3.1.3 DPA模塊分析26
• 3.1.4 電容器電性能檢測26-29
• 3.1.5 電容器可靠性試驗29-32
• 3.2 多層陶瓷電容器介質擊穿短路分析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物污染失效分析38-43
• 3.3.1 樣品描述38-40
• 3.3.2 內部結構分析40
• 3.3.3 失效機理討論40-41
• 3.3.4 水滴實驗41-43
• 3.4 本章小結43-44
• 第四章 激光封焊工藝改進方面的顯微研究44-54
• 4.1 鋁合金激光封焊原材料的質量控制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評價48-50
• 4.2 激光封焊對腔體內組件的影響50-52
• 4.2.1 分析過程51-52
• 4.2.2 結論52
• 4.3 本章小結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 分析過程54-59
• 5.2 砷化鎵功率放大器中導線熔斷分析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結二極管表面異常分析63-65
• 5.5 本章小結65-66
• 第六章 結論66-67
• 致謝67-68
• 參考文獻68-71
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果71-72

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