電子元器件失效分析技術 恩雲飛來萍李少平編 科技 書籍 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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恩雲飛 著，恩雲飛 譯

圖書標籤:

• 電子元器件
• 失效分析
• 技術
• 恩雲飛來萍
• 李少平
• 科技
• 書籍
• 工程技術
• 質量控製
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齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121272301

版次：1

商品編碼：10062407257

叢書名： 可靠性技術叢書

開本：16開

齣版時間：2015-10-01

頁數：453

字數：619000

作  者:恩雲飛,來萍,李少平 編著 定  價:98 齣 版 社:電子工業齣版社 齣版日期:2015年10月01日 頁  數:453 裝  幀:平裝 ISBN:9787121272301 ●篇電子元器件失效分析概論
●第1章電子元器件可靠性（2）
●1.1電子元器件可靠性基本概念（2）
●1.1.1纍積失效概率（2）
●1.1.2瞬時失效率（3）
●1.1.3壽命（5）
●1.2電子元器件失效及基本分類（6）
●1.2.1按失效機理的分類（7）
●1.2.2按失效時間特徵的分類（7）
●1.2.3按失效後果的分類（8）
●參考文獻（8）
●第2章電子元器件失效分析（9）
●2.1失效分析的作用和意義（9）
●2.1.1失效分析是提高電子元器件可靠性的必要途徑（9）
●2.1.2失效分析在工程中有具有重要的支撐作用（10）
●2.1.3失效分析會産生顯著的經濟效益（10）
●2.1.4小結（11）
●2.2開展失效分析的基礎（11）
●2.2.1具有電子元器件專業基礎知識（11）
●2.2.2瞭解和掌握電子元器件失效機理（12）
●部分目錄

內容簡介

本書係統地介紹瞭電子元器 件失效分析技術。全書共19章。靠前篇電子元器件失 效分析概論，分兩章介紹瞭電子元器件可靠性及失效 分析概況；第二篇失效分析技術，用7章的篇幅較為 詳細地介紹瞭失效分析中常用的技術手段，包括電測 試、顯微形貌分析、顯微結構分析、物理性能探測、 微區成分分析、應力試驗和解剖製樣等技術；第三篇 電子元器件失效分析方法和程序，介紹瞭通用元件、 機電元件、分立器件與集成電路、混閤集成電路、半 導體微波器件、闆級組件和電真空器件共7類元器件 的失效分析方法和程序；第四篇電子元器件失效預防 有3章內容，包括電子元器件失效模式及影響分析方 法(FMEA)、電子元器件故障樹分析(FTA)和工程應用 中電子元器件失效預防。
本書是作者總結多年的研究等
恩雲飛,來萍,李少平 編著 恩雲飛，工業和信息化部電子第五研究所研究員，中國電子學會可靠性分會委員，中國電子學會真空電子分會委員，中國電子學會第八屆理事會青年與誌願者工作委員會委員，廣東省電子學會理事，《失效分析與預防》編委會委員，長期從事電子元器件可靠性工作，在電子元器件可靠性物理、評價及試驗方法等方麵取得顯著研究成果，先後獲省部級科技奬勵10項，發錶學術論文40餘篇，申請及授權國傢發明專利10餘項。

《精密儀器儀錶中的可靠性設計與失效分析》 內容簡介： 精密儀器儀錶作為現代科技發展的基石，其性能的穩定與可靠直接關係到科研、工業生産、醫療健康乃至國防安全等諸多關鍵領域。然而，隨著科技的進步和應用環境的日益復雜，精密儀器儀錶所麵臨的失效問題也愈發突齣，並呈現齣多樣化、隱蔽化和高端化的趨勢。因此，深入理解精密儀器儀錶的工作原理，掌握其潛在的失效模式，並建立一套係統性的可靠性設計與失效分析方法，對於提升儀器儀錶的整體性能、延長使用壽命、降低維護成本、保障關鍵任務的成功至關重要。 本書旨在為讀者提供一本全麵、深入且極具實踐指導意義的精密儀器儀錶可靠性設計與失效分析的專著。本書內容涵蓋瞭精密儀器儀錶領域內最前沿的理論知識、最成熟的設計理念以及最有效的分析手段，力求從宏觀到微觀，從原理到實踐，為讀者構建一個係統化的知識體係。 第一部分：精密儀器儀錶可靠性設計基礎 本部分將深入探討精密儀器儀錶可靠性設計的基本概念、理論框架與核心原則。我們將首先梳理可靠性工程在精密儀器儀錶研發中的重要地位，闡述可靠性與性能、成本、安全性等其他設計要素之間的相互關係。 可靠性概念與指標體係： 詳細介紹可靠性的定義、分類（如固有可靠性、使用可靠性、壽命可靠性等），以及常用的可靠性指標，如平均無故障時間（MTTF/MTBF）、失效率（λ）、失效率函數（h(t)）、可靠度函數（R(t)）、維修度（μ）、平均修復時間（MTTR）等。我們將通過具體的計算實例，幫助讀者理解這些指標的實際含義及其在可靠性評估中的作用。 係統可靠性分析方法： 重點介紹常用的係統可靠性分析方法，包括： 串聯係統與並聯係統分析： 闡述簡單串並聯係統的可靠性計算方法，並分析其優缺點。 K/N 係統分析： 介紹冗餘係統（如2/3係統）的可靠性建模與計算，理解冗餘配置對提高係統可靠性的意義。 故障樹分析（FTA）： 詳細講解FTA的原理、構建步驟、基本事件和門事件的定義，以及如何通過FTA識彆係統的薄弱環節和失效路徑，並進行定量分析。 事件樹分析（ETA）： 介紹ETA的應用場景，如何通過ETA分析工藝過程中的偏差可能導緻的後果，評估安全係統的有效性。 馬爾可夫模型： 講解如何利用馬爾可夫鏈對具有狀態轉換的係統進行可靠性建模和分析，適用於描述狀態可變的設備，如具有定期維護的係統。 可靠性設計原則與方法： 裕度設計： 強調設計過程中留有足夠的裕度，以應對環境變化、材料老化以及製造和裝配過程中的偏差。 冗餘技術： 深入探討不同形式的冗餘（如靜態冗餘、動態冗餘、混閤冗餘）及其在提高係統可靠性中的應用，並分析冗餘配置的權衡（如增加成本、重量和復雜性）。 容錯設計： 介紹容錯技術的概念，包括故障檢測、隔離和恢復機製，以確保係統在部分組件失效後仍能繼續運行或安全停機。 模塊化設計： 闡述模塊化設計如何提高可維護性、可修復性和可擴展性，從而間接提升係統整體可靠性。 降額設計： 詳細講解降額設計（derating）的原理和方法，即在設計時使元器件的工作應力低於其額定值，以提高元器件的可靠性。我們將針對不同類型的元器件（如電阻、電容、半導體器件）給齣具體的降額建議。 環境適應性設計： 考慮儀器儀錶在不同溫度、濕度、振動、衝擊、電磁乾擾等惡劣環境下的工作要求，並提齣相應的環境適應性設計策略。 可靠性建模與仿真： 介紹常用的可靠性建模軟件和仿真技術，如何利用仿真手段預測係統在各種條件下的可靠性錶現，並為設計優化提供依據。 第二部分：精密儀器儀錶常見失效模式與機理分析 本部分將聚焦精密儀器儀錶中各種關鍵元器件和係統的常見失效模式，深入剖析其失效發生的物理、化學及機電耦閤機製。 電子元器件失效分析： 半導體器件失效： 重點分析二極管、三極管、集成電路（IC）、場效應管（FET）等半導體器件的失效模式，包括擊穿、漏電、開路、性能退化、參數漂移等。深入探討其失效機理，如熱擊穿、電遷移、柵氧化層擊穿、ESD（靜電放電）損傷、閂鎖效應、鍵閤綫失效、封裝失效等。 無源元器件失效： 分析電阻器（固定電阻、可調電阻）、電容器（陶瓷電容、電解電容、薄膜電容）、電感器等無源元器件的失效模式，如阻值漂移、開路、短路、容量變化、介質擊穿、電解液乾涸（電解電容）等，並探討其失效機理，如過載、過熱、潮濕、化學腐蝕、振動應力等。 連接器與綫纜失效： 討論連接器接觸不良、氧化、腐蝕、機械損傷、綫纜斷裂、絕緣擊穿等失效模式，以及導緻這些失效的原因，如環境因素、振動、插拔不當等。 光電器件失效： 針對LED、光電二極管、光電三極管、激光器等光電器件，分析其亮度衰減、響應速度變慢、輸齣功率下降、完全失效等模式，並探討其失效機理，如光損傷、熱損傷、材料降解、量子效率下降等。 傳感器失效： 針對不同類型的傳感器（如溫度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、光學傳感器等），分析其靈敏度下降、零點漂移、響應延遲、輸齣異常、完全失效等失效模式，並深入探討其內部機製，如敏感元件老化、氧化、腐蝕、機械形變、電路故障等。 機械結構件失效： 分析精密儀器儀錶中齒輪、軸承、彈簧、外殼等機械結構件的磨損、疲勞、斷裂、變形、腐蝕等失效模式，並探討其失效機理，如應力集中、接觸應力、潤滑不良、環境腐蝕、衝擊振動等。 光學元件失效： 討論光學鏡頭、棱鏡、濾光片、光學縴維等光學元件的劃傷、鍍膜脫落、汙損、光學性能退化、摺射率變化等失效模式，以及其成因，如環境汙染、物理損傷、化學反應、材料老化等。 熱管理係統失效： 分析散熱器堵塞、風扇故障、熱管失效、溫控元件失效等可能導緻儀器儀錶過熱的失效模式，以及由此引發的其他元器件的連鎖失效。 電源係統失效： 講解電源模塊、穩壓器、濾波電路等電源係統組件的過壓、欠壓、短路、開路、濾波性能下降等失效模式，以及對整個儀器儀錶性能的影響。 第三部分：精密儀器儀錶失效分析技術與方法 本部分將係統介紹用於探測、診斷和分析精密儀器儀錶失效原因的各類技術和方法。 非破壞性檢測技術： 目視檢查： 強調外觀檢查的重要性，學習如何係統地觀察元器件、電路闆、結構件等是否存在明顯損傷、燒蝕、漏液、腐蝕痕跡、變形等。 電學參數測量： 介紹使用萬用錶、示波器、LCR錶、邏輯分析儀等儀器進行靜態和動態參數測量，檢測元器件的電氣特性是否符閤規格。 熱成像技術： 講解紅外熱像儀在檢測過熱點、短路、開路、虛焊等問題上的應用，可以直觀地發現潛在的熱失效區域。 超聲波檢測： 介紹超聲波在檢測內部缺陷（如裂紋、空洞）和測量材料厚度等方麵的應用。 X射綫檢測： 探討X射綫成像技術在檢查元器件內部結構、焊點質量、是否存在異物等方麵的應用。 聲發射檢測： 介紹聲發射技術用於監測材料在加載過程中産生的微小裂紋萌生和擴展。 破壞性檢測技術： 金相顯微分析： 詳細介紹金相樣品製備過程，以及在光學顯微鏡和掃描電子顯微鏡（SEM）下觀察材料的微觀組織、晶粒結構、相分布，分析材料內部缺陷，如夾雜物、裂紋、孔隙等。 掃描電子顯微鏡（SEM）與能譜分析（EDS/EDX）： 重點介紹SEM提供的高分辨率形貌觀察能力，以及EDS/EDX提供的元素成分定性與定量分析能力，用於識彆材料成分、汙染物、腐蝕産物等。 透射電子顯微鏡（TEM）： 介紹TEM在觀察納米尺度缺陷、晶界、位錯等方麵的優勢。 X射綫衍射（XRD）： 講解XRD用於分析材料的晶體結構、物相組成、晶格畸變等。 紅外光譜（FTIR）和拉曼光譜： 介紹這些光譜技術在識彆有機物、聚閤物、無機物以及錶麵汙染物等方麵的應用。 Auger能譜（AES）： 講解AES在錶麵元素成分分析和深度剖析方麵的能力，特彆適用於分析錶麵層和薄膜。 失效分析流程與案例研究： 失效分析的一般流程： 詳細闡述從接收失效樣品、瞭解使用背景、初步檢查、無損檢測、樣品解剖、破壞性檢測、機理分析、原因追溯到報告撰寫的完整流程。 典型失效案例分析： 結閤實際工程經驗，列舉多種精密儀器儀錶中常見的失效案例，如某高精度編碼器因軸承磨損導緻計數錯誤，某微波器件因過流擊穿引發係統故障，某光學測量儀因鏡頭鍍膜老化導緻成像模糊等。對每個案例進行詳細的失效分析過程演示，包括檢測數據、分析結果、失效機理推斷和改進建議。 可靠性生長與改進： 可靠性測試與鑒定： 介紹加速壽命試驗（ALT）、環境應力篩選（ESS）、振動試驗、衝擊試驗、高低溫試驗、濕熱試驗等各種可靠性測試方法，如何通過這些測試發現潛在的可靠性問題。 失效模式與影響及危害性分析（FMEA/FMECA）： 詳細講解FMEA/FMECA的原理、步驟和應用，如何係統地識彆産品的設計、製造、使用過程中的潛在失效模式，評估其發生概率、影響程度和危害性，並製定預防和糾正措施。 故障數據收集與分析： 強調建立有效的故障數據收集係統，並利用統計學方法對收集到的故障數據進行分析，以識彆失效趨勢、評估可靠性水平、為改進設計提供依據。 設計改進與驗證： 在失效分析的基礎上，提齣設計改進方案，並對改進後的設計進行驗證，確保失效問題得到有效解決。 第四部分：麵嚮未來的精密儀器儀錶可靠性發展趨勢 智能化與數字化失效分析： 探討人工智能、機器學習等技術在失效數據分析、失效模式預測、失效診斷中的應用前景。 新材料與新工藝的可靠性挑戰： 隨著新材料（如納米材料、復閤材料）和新工藝（如3D打印、微納加工）在精密儀器儀錶中的應用，分析其帶來的新的可靠性問題和研究方嚮。 極端環境下的可靠性保障： 針對航天、深海、核能等極端應用環境，探討對儀器儀錶可靠性提齣的更高要求和相應的研究對策。 係統集成與互聯互通的可靠性： 分析復雜係統集成和物聯網環境下，各組件之間以及係統與外部環境交互可能帶來的新的失效模式和分析挑戰。 本書結構清晰，邏輯嚴謹，理論與實踐相結閤，配以大量圖錶和案例，語言力求通俗易懂，避免晦澀難懂的術語。無論您是從事精密儀器儀錶的設計、製造、研發、質量控製、售後服務等領域的工程師、技術人員，還是對儀器儀錶可靠性設計與失效分析感興趣的學生和研究人員，本書都將為您提供寶貴的參考和實用的指導。通過閱讀本書，您將能夠： 深刻理解精密儀器儀錶的設計原理與可靠性要求。 係統掌握各種失效模式及其發生的根本原因。 熟練運用各種先進的失效分析技術和方法。 建立科學的可靠性設計理念和質量管理體係。 有效解決實際工程中遇到的失效問題，提升産品性能和市場競爭力。 本書的目標是幫助讀者構建一種“防患於未然，病急可醫”的係統性思維，從而在精密儀器儀錶的設計、生産和使用全生命周期內，最大限度地保障其可靠性，為科技進步和社會發展貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

這本《電子元器件失效分析技術》我早就聽說瞭，但一直沒機會細看。最近總算拿到瞭，翻瞭幾頁就被深深吸引瞭。雖然我不是專門做失效分析的，但對電子産品的工作原理一直充滿好奇。這本書的講解非常係統，從最基礎的材料科學講起，一步步深入到各種失效模式的微觀機理。我特彆喜歡它對失效機理的圖解，很多復雜的概念一下子就變得清晰易懂。比如，對於半導體器件的柵極氧化層失效，書中不僅解釋瞭熱氧化、化學氣相沉積等工藝，還詳細分析瞭電遷移、熱應力、靜電放電（ESD）等外部因素如何導緻氧化層擊穿，甚至還提到瞭量子隧穿效應的理論模型。這種深入淺齣的講解方式，對於我這種非專業讀者來說，簡直是及時雨。而且，書中穿插瞭不少實際案例，比如一些著名電子産品的早期故障分析，這讓我覺得理論不再是紙上談兵，而是有血有肉的實際應用。雖然有些章節涉及到一些高深的物理化學知識，但我相信隻要耐心研讀，一定能從中獲益匪淺。總的來說，這本書是一本非常紮實、內容豐富、視角獨特的專業書籍，適閤任何對電子元器件失效分析感興趣的讀者。

評分☆☆☆☆☆

作為一名資深的電子産品研發工程師，我對《電子元器件失效分析技術》這本書的評價是：它提供瞭一個非常全麵的視角來審視電子元器件的生命周期。在産品設計階段，瞭解潛在的失效模式至關重要，而這本書正好提供瞭這份寶貴的知識。書中對各種失效機理的闡述，從材料本身的缺陷到製造過程中的工藝控製，再到産品在使用過程中的環境影響，都進行瞭詳盡的分析。我特彆欣賞書中關於失效物理和失效機理之間的聯係的論述，它不僅僅停留在現象層麵，而是深入到根本原因。例如，對於集成電路的閂鎖效應，書中不僅描述瞭其發生的條件，還詳細分析瞭PNPN結構的形成和觸發機製，以及如何通過工藝設計來抑製。此外，書中關於失效分析方法的介紹，如掃描電子顯微鏡（SEM）、能譜分析（EDS）、X射綫衍射（XRD）等，以及它們在失效定位和機理判定中的作用，也為我們日常的故障排查提供瞭有力的工具。這本書是一本值得反復翻閱的工具書，它能夠幫助我們更早地發現潛在的設計缺陷，從而提高産品的整體可靠性。

評分☆☆☆☆☆

我是一位電子工程專業的學生，正在進行畢業設計，主題剛好涉及到某個特定電子元器件的可靠性問題。在查找資料的過程中，偶然發現瞭這本《電子元器件失效分析技術》。這本書簡直是我的“救星”！它係統地梳理瞭各種電子元器件，包括電阻、電容、電感、半導體器件、連接器等等，在不同工作環境下的可能失效模式。我尤其關注書中關於金屬化層失效的章節，其中對電遷移和空洞形成的詳細描述，以及相關的加速壽命試驗方法，為我設計實驗提供瞭重要的理論指導。書中對熱失效的分析也非常到位，特彆是對大功率器件散熱不良導緻的熱擊穿機製的闡述，讓我對如何優化散熱設計有瞭更深刻的理解。另外，書中關於可靠性建模和統計分析的內容，也為我撰寫論文中的可靠性評估部分打下瞭堅實基礎。雖然有時候會遇到一些比較晦澀的公式推導，但我會反復閱讀，並結閤書中的圖例來理解。總的來說，這是一本非常實用的教科書，對於我們這些正在進行實際項目研究的學生來說，具有極高的參考價值。

評分☆☆☆☆☆

這本書在我看來，是一部關於“電子産品的體檢報告”的詳盡指南。它以一種科學、嚴謹的態度，剖析瞭電子元器件從誕生到“死亡”的全過程。我印象最深刻的是書中對“疲勞”失效的論述，特彆是針對焊接點和連接器的疲勞斷裂分析，詳細闡述瞭應力循環、材料特性以及環境因素如何協同作用導緻失效。這對於我們這些長期在惡劣環境下工作的電子設備維護人員來說，具有非常重要的指導意義。書中關於失效分析流程的描述，從樣品準備、外觀檢查、功能測試，到電氣參數測量、微觀形貌觀察，再到化學成分分析，層層遞進，嚴謹有序，為我們提供瞭一個標準化的排查框架。它不僅僅告訴我們“是什麼”失效瞭，更重要的是告訴我們“為什麼”失效，以及“如何”去發現和證明。書中對加速試驗的講解，雖然理論性較強，但其核心思想——用縮短的時間模擬長期的失效過程——對於我們評估産品壽命非常重要。這本書讓我更加敬畏電子元器件的精密性，也更加理解可靠性工程的重要性。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對電子技術充滿熱情但非科班齣身的愛好者。平時喜歡搗鼓一些電子小製作，也時常會遇到各種奇怪的問題，比如某個元件莫名其妙就壞瞭，或者整個電路突然就失靈瞭。這本《電子元器件失效分析技術》剛好滿足瞭我對這些“為什麼”的好奇心。雖然書中的一些專業術語對我來說有點挑戰，但我非常喜歡它講解的邏輯性。它不是簡單地羅列失效原因，而是像偵探破案一樣，一步步引導讀者去理解。比如，書中對靜電放電（ESD）損傷的分析，從靜電的産生、積纍，到擊穿機理，再到具體的損傷形態，都講得非常清楚。我以前總是覺得ESD是個玄乎的東西，現在總算有瞭比較係統的認識。書中還提到瞭很多非傳統的失效模式，比如化學腐蝕、機械應力等，這些是我之前很少接觸到的。雖然我可能不會用到書中最精密的分析儀器，但書中的一些基本原理和分析思路，對我在排查自己作品故障時非常有啓發。這本書讓我意識到，看似簡單的電子元件，背後隱藏著如此多的復雜因素。