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第1章 可靠性物理的基本概念1

1.1 可靠性物理的含义1

1.2 失效及失效类型2

1.3 可靠性物理及其发展4

1.4 影响可靠性的关键因素5

1.4.1 电子材料5

1.4.2 应力与环境9

1.5 可靠性物理研究的内容及意义14

参考文献15

第2章 失效物理模型17

2.1 界面模型17

2.2 耐久模型18

2.3 应力－强度模型19

2.4 基于反应速度论的模型20

2.5 最弱环模型22

2.6 并联模型22

2.7 累积损伤模型23

2.8 竞争失效模型23

参考文献24

主要符号表25

第3章 微电子器件失效机理及数理模型27

3.1 工艺结构和工作原理27

3.1.1 二极管的工艺结构和工作原理27

3.1.2 三极管的工艺结构和工作原理27

3.1.3 功率MOSFET的工艺结构和工作原理28

3.1.4 集成电路的工艺结构和工作原理29

3.2 主要失效模式30

3.2.1 失效模式的定义30

3.2.2 主要失效模式30

3.3 失效机理及数理模型32

3.3.1 与芯片有关的失效机理33

3.3.2 与封装有关的失效机理61

3.3.3 与应用有关的失效机理65

参考文献78

英文缩略词及术语79

主要符号表79

第4章 微波器件失效机理及数理模型83

4.1 硅微波器件失效机理及数理模型84

4.1.1 硅微波功率晶体管的工艺结构和工作原理85

4.1.2 硅微波器件的主要失效模式92

4.1.3 硅微波功率管的失效机理及数理模型93

4.2 GaAs微波器件失效机理及数理模型99

4.2.1 GaAs器件的工艺结构和工作原理100

4.2.2 GaAs器件及MMIC的主要失效模式103

4.2.3 GaAs器件及MMIC的失效机理及数理模型104

4.3 GaN微波器件失效机理及数理模型113

4.3.1 GaN器件的工艺结构和工作原理115

4.3.2 GaN器件的主要失效模式119

4.3.3 GaN器件的失效机理及数量模型120

参考文献128

英文缩略词及术语132

主要符号表133

第5章 光电子器件失效机理及数理模型134

5.1 半导体激光器的失效机理及数理模型134

5.1.1 工艺结构和工作原理135

5.1.2 半导体激光器主要失效模式136

5.1.3 半导体激光器的失效机理及数理模型138

5.2 发光二极管的失效机理及数理模型146

5.2.1 发光二极管器件结构及工艺147

5.2.2 发光二极管主要失效模式148

5.2.3 发光二极管的失效机理及数理模型150

5.3 红外焦平面探测器的失效机理及数理模型168

5.3.1 器件结构及工艺169

5.3.2 主要失效模式171

5.3.3 失效机理及数理模型172

参考文献176

英文缩略词及术语181

主要符号表182

第6章 高密度封装电路失效机理及数理模型183

6.1 高密度封装电路结构184

6.1.1 HIC分类及封装结构184

6.1.2 MCM分类及封装结构189

6.1.3 SiP组件分类及封装结构196

6.2 主要失效模式203

6.2.1 导致电路失效的应力203

6.2.2 HIC失效模式204

6.2.3 MCM失效模式213

6.2.4 SiP失效模式220

6.3 失效机理及数理模型225

6.3.1 双金属键合界面退化225

6.3.2 芯片焊接退化失效227

6.3.3 芯片破裂227

6.3.4 芯片过热损伤229

6.3.5 导电胶粘接老化失效230

6.3.6 金属布线腐蚀失效231

6.3.7 薄膜多层互连退化232

6.3.8 TSV互连开路短路234

6.3.9 叠层裸芯片破裂235

6.3.10 芯片倒装焊（FC）互连凸点退化236

6.3.11 PoP封装翘曲及焊点疲劳237

参考文献238

英文缩略词及术语240

主要符号表240

第7章 真空电子器件失效机理及数理模型243

7.1 行波管失效机理及数理模型243

7.1.1 行波管工艺结构和工作原理243

7.1.2 行波管主要失效模式及失效原因247

7.1.3 失效机理及数理模型251

7.2 速调管失效模式和失效机理257

7.2.1 速调管工艺结构和工作原理257

7.2.2 速调管主要失效模式261

7.2.3 速调管主要失效机理和失效原因262

参考文献267

主要符号表267

第8章 MEMS失效机理及数理模型268

8.1 MEMS结构特点及其工作原理268

8.1.1 MEMS的概念及范围268

8.1.2 MEMS结构分类269

8.1.3 MEMS工艺特点270

8.2 主要失效模式和失效机制272

8.3 失效机理及数理模型274

8.3.1 粘连274

8.3.2 断裂286

8.3.3 材料疲劳293

8.3.4 蠕变295

8.3.5 磨损298

参考文献299

英文缩略词及术语301

主要符号表301

第9章 电阻器失效机理及数理模型303

9.1 工艺结构和工作原理303

9.1.1 薄膜电阻器的工艺结构和工作原理［2］303

9.1.2 厚膜电阻器的工艺结构和原理304

9.1.3 电位器的工艺结构和工作原理［3］305

9.2 电阻器的主要失效模式307

9.3 电阻器的失效机理及数理模型308

9.3.1 金属膜电阻器的失效机理及数理模型308

9.3.2 碳膜电阻器的失效机理及数理模型［6］311

9.3.3 厚膜电阻器的失效机理及数理模型313

9.3.4 电位器的主要失效机理及数理模型316

参考文献317

第10章 电容器失效机理及数理模型318

10.1 电容器的工作原理和工艺结构318

10.1.1 铝电解电容器的工艺及结构特点319

10.1.2 钽电解电容器的工艺及结构特点320

10.1.3 陶瓷电容器的工艺及结构特点323

10.2 电容器的主要失效模式323

10.3 电容器的失效机理及数理模型324

10.3.1 铝电解电容器的失效机理及数理模型［5］324

10.3.2 钽电解电容器的失效机理及数理模型［6］327

10.3.3 陶瓷电容器的失效机理及数理模型329

参考文献335

第11章 继电器、接插件失效机理及数理模型336

11.1 工艺结构和工作原理336

11.1.1 继电器结构和工作原理336

11.1.2 接插件结构和工作原理337

11.2 主要失效模式［2］340

11.2.1 继电器失效341

11.2.2 接插件失效344

11.3 失效机理及数理模型［2］347

11.3.1 接触不良及电阻特性347

11.3.2 接点粘接失效355

11.3.3 接点的电腐蚀356

参考文献357

英文缩略词及术语358

主要符号表358

第12章 磁性元件失效机理及数理模型360

12.1 工艺结构和工作原理360

12.1.1 铁氧体软磁材料361

12.1.2 永磁材料362

12.2 主要失效模式364

12.2.1 烧毁364

12.2.2 磁饱和365

12.2.3 失磁366

12.3 失效机理及数理模型366

12.3.1 损耗367

12.3.2 过热370

12.3.3 励磁涌流371

12.3.4 退磁373

参考文献376

主要符号表378

第13章 PCBA失效机理及数理模型380

13.1 工艺结构和工作原理380

13.1.1 通孔插装技术380

13.1.2 表面组装技术381

13.2 主要失效模式384

13.2.1 焊点开路384

13.2.2 焊点间短路385

13.2.3 PCB内部短路385

13.2.4 PCB镀覆孔开路385

13.2.5 PCB爆板386

13.2.6 焊点表面裂纹387

13.2.7 焊点脱落387

13.2.8 枕头效应388

13.2.9 立碑389

13.2.10 腐蚀短路390

13.3 失效机理和数理模型390

13.3.1 焊点蠕变390

13.3.2 低周热疲劳392

13.3.3 高周振动疲劳396

13.3.4 焊料电迁移402

13.3.5 Kirkendall空洞408

13.3.6 板面枝晶生长409

13.3.7 导电阳极丝411

13.3.8 ENIG黑焊盘413

13.3.9 锡须415

13.3.10 金脆420

13.3.11 爬行腐蚀421

参考文献422

英文缩略词及术语424

主要符号表425