基于失效物理的結(jié)構(gòu)分析方法和實(shí)踐

田雨，芮二明，焦強(qiáng)，韓福禹，董巖磊，周宇，俞梅

（ 中國(guó)航天標(biāo)準(zhǔn)化研究所，北京 100071）

0 引言

電子元器件作為電子裝備的基本組成單元，其質(zhì)量與可靠性，是影響裝備性能與可靠性的重要因素之一。隨著各種新技術(shù)、新材料和新工藝的不斷出現(xiàn)，應(yīng)用環(huán)境日趨復(fù)雜，勢(shì)必會(huì)帶來(lái)電子元器件新的可靠性問(wèn)題?？煽啃越Y(jié)構(gòu)分析（RCA：Reliability Construction Analysis），簡(jiǎn)稱(chēng)結(jié)構(gòu)分析，是評(píng)估元器件可靠性的方法之一，作為一種正向檢查元器件可靠性的手段，開(kāi)展基于失效物理的結(jié)構(gòu)分析能夠提前對(duì)電子元器件的潛在失效機(jī)制進(jìn)行精準(zhǔn)的分析和預(yù)防。

1 可靠性結(jié)構(gòu)分析內(nèi)涵及作用

1.1 可靠性結(jié)構(gòu)分析內(nèi)涵

RCA是指通過(guò)一系列破壞性和非破壞性試驗(yàn)對(duì)被選用元器件的設(shè)計(jì)、材料、工藝和結(jié)構(gòu)等進(jìn)行分析，其目的是通過(guò)分析能夠在早期查明元器件的固有可靠性狀況、工藝質(zhì)量和潛在的失效機(jī)制，從而評(píng)判元器件的長(zhǎng)期可靠性及在特定工程要求下的適應(yīng)性，元器件的可靠性是結(jié)構(gòu)分析工作的基礎(chǔ)和關(guān)注重點(diǎn)[1]。

元器件的可靠性分為固有可靠性和使用可靠性。元器件的固有可靠性是由元器件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)控制所決定的，因此元器件的結(jié)構(gòu)中包含著重要的可靠性信息。元器件的使用可靠性是指其在特定的應(yīng)用環(huán)境條件下的表現(xiàn)。RCA是根據(jù)元器件自身可靠性特點(diǎn)及應(yīng)用環(huán)境要求，對(duì)其固有可靠性和使用可靠性進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證、分析和判斷，從而對(duì)元器件的質(zhì)量和可靠性進(jìn)行提前把關(guān)[2-3]。

1.2 可靠性結(jié)構(gòu)分析技術(shù)在元器件保證工作中的1.2 作用

電子元器件的質(zhì)量與可靠性是支撐我國(guó)武器裝備高質(zhì)量發(fā)展的重要基礎(chǔ)，其性能、指標(biāo)和可靠性決定了國(guó)產(chǎn)武器裝備的指標(biāo)和可靠性，因此元器件的質(zhì)量保證尤為重要。電子元器件的質(zhì)量保證是指為了保證電子元器件的質(zhì)量達(dá)到預(yù)期目標(biāo)而開(kāi)展的各項(xiàng)活動(dòng)，包括元器件生產(chǎn)單位和使用方開(kāi)展的各項(xiàng)質(zhì)量控制活動(dòng)。RCA技術(shù)能夠提前詳細(xì)地了解電子元器件的結(jié)構(gòu)和工藝缺陷，提前預(yù)估元器件在結(jié)構(gòu)上存在的可靠性風(fēng)險(xiǎn)，是元器件保證的重要手段之一，與其他保證手段相結(jié)合，對(duì)于保證應(yīng)用于高可靠領(lǐng)域的元器件質(zhì)量具有重要意義，在應(yīng)用驗(yàn)證領(lǐng)域和工程化應(yīng)用中也發(fā)揮著重要的作用。

2 可靠性結(jié)構(gòu)分析方法

2.1 可靠性結(jié)構(gòu)分析的基本方法

RCA與失效分析和破壞性物理分析不同，失效分析是一種對(duì)已失效樣品的事后檢查[4]，破壞性物理分析是對(duì)元器件與已知的設(shè)計(jì)、工藝的符合性和一致性的檢查；而RCA是一種探索性的分析技術(shù)，是一種正向檢查，是基于失效物理分析對(duì)器件的復(fù)核及設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理性的評(píng)價(jià)。RCA一般沒(méi)有特定的標(biāo)準(zhǔn)，需要綜合地考慮分析目的及元器件的特點(diǎn)（即元器件的失效物理）來(lái)制定分析方案，也可以使用階段性的元器件產(chǎn)品和零部件開(kāi)展[2]。

2.2 失效物理與物理結(jié)構(gòu)

2.2.1 失效物理內(nèi)涵

可靠性物理（Reliability Physics），又被稱(chēng)為失效物理（Physics of Failure），是從原子和分子的角度闡明與元器件及材料失效相關(guān)的內(nèi)部物理、化學(xué)過(guò)程，其內(nèi)涵為通過(guò)觀(guān)察失效模式，闡明電子元器件在各種應(yīng)力下發(fā)生失效的機(jī)理，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致元器件失效的根本原因，為改進(jìn)元器件質(zhì)量和提高元器件的可靠性提供科學(xué)依據(jù)[4]。

電子元器件是裝備的基礎(chǔ)，面對(duì)武器裝備的高質(zhì)量、高可靠的發(fā)展需求，對(duì)于元器件的可靠性也提出了更高的要求。目前，美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家已開(kāi)始采用基于失效物理的可靠性預(yù)計(jì)方法，通過(guò)失效機(jī)理的分析，提高對(duì)裝備可靠性預(yù)計(jì)的準(zhǔn)確性。因此，對(duì)于元器件的RCA，也需要基于失效物理來(lái)開(kāi)展，對(duì)電子元器件的潛在失效機(jī)制進(jìn)行精準(zhǔn)的分析和預(yù)防。

2.2.2 可靠性與物理結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)性

元器件的可靠性是由外因與內(nèi)因共同作用決定的，外因是包括時(shí)間在內(nèi)的應(yīng)力，內(nèi)因則是失效機(jī)理，研究失效機(jī)理的科學(xué)即為失效物理。失效物理是元器件的基因，由器件的設(shè)計(jì)、材料、工藝和結(jié)構(gòu)決定，基因的外在表現(xiàn)形式為不同的失效模式，因此元器件的可靠性與元器件的客觀(guān)物理結(jié)構(gòu)及對(duì)應(yīng)的失效模式息息相關(guān)。

RCA技術(shù)是開(kāi)展電子元器件質(zhì)量和可靠性工程的支撐技術(shù)，屬于可靠性物理及其應(yīng)用技術(shù)的范疇，是基于對(duì)器件客觀(guān)物理結(jié)構(gòu)的分析，需要根據(jù)失效機(jī)理對(duì)器件進(jìn)行最小物理單元的分解，并對(duì)其進(jìn)行可靠性驗(yàn)證，同時(shí)結(jié)合不同的使用環(huán)境對(duì)器件造成的應(yīng)力，對(duì)可能引發(fā)的失效模式進(jìn)行判斷。

2.2.3 物理結(jié)構(gòu)分解

RCA主要是從元器件的可靠性層面對(duì)元器件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行把關(guān)，特別是要對(duì)元器件的物理結(jié)構(gòu)有所把握，尤其是對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的元器件，客觀(guān)物理結(jié)構(gòu)的單元分解尤為重要。面對(duì)具有不同的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)和失效模式的元器件，需要按照一定的技術(shù)流程對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析[1]。首先，需要對(duì)元器件的結(jié)構(gòu)類(lèi)型進(jìn)行初步分析，針對(duì)具體的元器件，確定器件的基本設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)形式，需要對(duì)元器件的客觀(guān)物理結(jié)構(gòu)特征行逆向分解。

2.3 結(jié)構(gòu)可靠性驗(yàn)證

元器件的物理結(jié)構(gòu)是失效物理的直觀(guān)體現(xiàn)，不同的物理結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)不同的失效模式。在完成結(jié)構(gòu)單元分解后，需通過(guò)一系列的測(cè)試及試驗(yàn)方法來(lái)驗(yàn)證元器件的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)、工藝和材料。測(cè)試及試驗(yàn)貫穿于結(jié)構(gòu)可靠性驗(yàn)證的全過(guò)程，因此在驗(yàn)證過(guò)程中應(yīng)遵循以下5個(gè)原則：

1）以結(jié)構(gòu)可靠性作為驗(yàn)證準(zhǔn)則；

2）參照標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范性原則；

3）試驗(yàn)方法的可操作性原則；

4）試驗(yàn)項(xiàng)目互不干涉原則；

5）樣品優(yōu)化分配原則。

RCA是元器件保證的重要手段，結(jié)構(gòu)可靠性驗(yàn)證過(guò)程中的測(cè)試及試驗(yàn)方法應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)工程化應(yīng)用，服務(wù)于用戶(hù)、型號(hào)及元器件研制。試驗(yàn)方法的工程化需要具備以下3個(gè)條件。

a）方法可操作性。

b）資源可調(diào)配性：

1）樣品可獲得性；

2）試驗(yàn)設(shè)備條件完備性；

3）試驗(yàn)人員及經(jīng)費(fèi)；

4）各種試驗(yàn)資源的復(fù)用。

c）覆蓋全面性。

本文以某型號(hào)接口電路為例，根據(jù)失效物理原理，對(duì)RCA進(jìn)行實(shí)踐分解。

對(duì)于集成電路類(lèi)器件，其客觀(guān)物理結(jié)構(gòu)主要分為3個(gè)部分：芯片、封裝管殼和互連結(jié)構(gòu)。在客觀(guān)物理結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)對(duì)其進(jìn)行最小物理單元分解，芯片包括芯片的平面結(jié)構(gòu)和縱向結(jié)構(gòu)，封裝管殼包括管殼和外引線(xiàn)，互連結(jié)構(gòu)包括芯片粘接和鍵合互連。基于失效物理原理，通過(guò)對(duì)元器件的結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行分解，得到如表1所示的主要失效模式。

結(jié)合元器件的功能特性進(jìn)行分類(lèi)、歸納，采用樹(shù)狀圖的方式逐層地分解，獲得接口電路的結(jié)構(gòu)單元分解圖，如圖1所示，該器件結(jié)構(gòu)分析工作的重點(diǎn)是封裝管殼、鍵合互連、芯片粘接和芯片結(jié)構(gòu)。

以結(jié)構(gòu)可靠性為驗(yàn)證準(zhǔn)則，參照GJB 548B—2005《微電子器件試驗(yàn)方法和程序》、GJB 4027A—2006《軍用電子元器件破壞性物理分析方法》及產(chǎn)品的詳細(xì)規(guī)范，采取先非破壞性試驗(yàn)再破壞性試驗(yàn)且互補(bǔ)干涉的試驗(yàn)順序，結(jié)合接口電路中存在的主要失效模式（如表1所示），形成如表2所示的試驗(yàn)矩陣表。

表1 某型號(hào)接口電路的主要失效模式

表2 某型號(hào)接口電路試驗(yàn)矩陣表

2.4 與物理結(jié)構(gòu)相關(guān)的可靠性機(jī)理

經(jīng)過(guò)對(duì)元器件客觀(guān)物理結(jié)構(gòu)及可靠性物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解，按照結(jié)構(gòu)可靠性驗(yàn)證原則，接下來(lái)需要對(duì)其固有可靠性及應(yīng)用可靠性進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，也就是對(duì)與物理結(jié)構(gòu)相關(guān)的可靠性機(jī)理進(jìn)行識(shí)別。因此，這需要從兩個(gè)維度進(jìn)行：一是元器件自身的客觀(guān)可靠性物理；二是用戶(hù)應(yīng)用環(huán)境或任務(wù)剖面。另外，主要通過(guò)兩個(gè)方面的途徑進(jìn)行分析：一是根據(jù)已知的知識(shí)積累進(jìn)行分析；二是利用現(xiàn)有成熟的試驗(yàn)方法進(jìn)行可靠性驗(yàn)證或評(píng)價(jià)試驗(yàn)。驗(yàn)證實(shí)施過(guò)程需遵循先非破壞性后破壞性原則。

以某型號(hào)接口電路為例，首先進(jìn)行外部目檢、X射線(xiàn)照相、粒子碰撞噪聲檢測(cè)、密封（細(xì)檢漏、粗檢漏）等非破壞性試驗(yàn)，再進(jìn)行開(kāi)封、內(nèi)部目檢、掃描電子顯微鏡檢查、成份分析、鍵合強(qiáng)度和芯片剪切強(qiáng)度測(cè)試等破壞性試驗(yàn)。

該型號(hào)接口電路為金屬氣密封裝，進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析的器件已完成鑒定，根據(jù)器件的不同部位可能存在的失效模式及失效機(jī)理，按照RCA工作原則，對(duì)器件開(kāi)展基于失效物理的結(jié)構(gòu)分析。經(jīng)外部目檢，器件封裝結(jié)構(gòu)完整，密封性良好，引出端及鍍層結(jié)構(gòu)可靠，本文主要對(duì)芯片、芯片粘接及鍵合互連位置進(jìn)行重點(diǎn)分析。

2.4.1 芯片

與芯片本身相關(guān)的失效機(jī)理主要包括熱載流子注入效應(yīng)（HCI：Hot Carrier Injection）、與時(shí)間有關(guān)的柵介質(zhì)擊穿（TDDB：Time Dependant Dielectric Breakdown）、金屬化電遷移（EM：Electromigration）和負(fù)偏置溫度不穩(wěn)定性（NBTI：Negative Bias Temperature Instability）[5]。從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，芯片可從橫向結(jié)構(gòu)和縱向結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面來(lái)評(píng)價(jià)。芯片橫向結(jié)構(gòu)需要關(guān)注其隔離結(jié)構(gòu)和版圖結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)合理性，縱向結(jié)構(gòu)需要關(guān)注鈍化層、金屬化層、基材及背金的可靠性鈍化層損傷后形貌。鈍化層受損的芯片形貌圖如圖2所示。芯片鈍化層具有保護(hù)該處金屬層的作用，若器件封裝腔體內(nèi)氣氛控制不當(dāng)，在缺少玻璃鈍化層的保護(hù)時(shí)，此處的金屬化層發(fā)生腐蝕的可能性會(huì)大大地提高，同時(shí)缺少鈍化層保護(hù)也增大了金屬間短路的可能性。在使用時(shí)將會(huì)發(fā)生由于芯片缺陷而導(dǎo)致的電失效。此外，芯片上的金屬化遷移也是導(dǎo)致電失效的重要原因之一。金相顯微鏡下金屬化層表面的多晶形貌如圖3所示。多晶結(jié)構(gòu)是鋁合金的固有形貌，一般來(lái)說(shuō)危害不大，但晶粒大的金屬化層比晶粒小的金屬化層抗電遷移的能力強(qiáng)。因此，對(duì)于RCA來(lái)說(shuō)，需重點(diǎn)關(guān)注芯片的鈍化層、阻擋層及金屬化層臺(tái)階處是否連續(xù)、金屬化層是否存在電遷移痕跡等。

圖2 芯片鈍化層損傷形貌

圖3 芯片金屬化層多晶形貌

器件芯片形貌如圖4所示。芯片采用CSMC 0.5 μm BCD工藝，版圖完整，表面互連良好，金屬化層及鈍化層未見(jiàn)明顯的裂紋、分隔和凹槽等缺陷；芯片的劃片質(zhì)量良好，采用保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)，可以有效地避免劃片過(guò)程中給芯片有源區(qū)造成的物理?yè)p傷。

圖4 芯片的典型形貌

2.4.2 芯片粘接

芯片粘接部分主要的失效機(jī)理為芯片粘接不良。理想的焊接界面應(yīng)不存在內(nèi)應(yīng)力、無(wú)裂紋和空洞，以及低歐姆接觸和具有低的地接熱阻，主要是由于焊接材料選擇不當(dāng)、焊接溫度及氣氛控制不當(dāng)?shù)葐?wèn)題引起的。芯片與焊接材料的熱膨脹系數(shù)不同，在焊接過(guò)程中存在熱失配及焊劑揮發(fā)不充分等問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致焊接界面存在空洞，從而增大器件熱阻，使散熱變差，在局部區(qū)域形成熱點(diǎn)，使器件結(jié)溫升高，進(jìn)而導(dǎo)致電遷移等與溫度相關(guān)的失效發(fā)生。

按照結(jié)構(gòu)分析工作驗(yàn)證試驗(yàn)的先后原則，X射線(xiàn)檢查芯片背部粘接界面未見(jiàn)焊接空洞等缺陷，如圖5所示。

圖5 X光檢查結(jié)果

同時(shí)結(jié)合器件開(kāi)封后對(duì)芯片內(nèi)部目檢，如圖6所示，芯片背部焊料（灰色部分）完全溢出，且高度低于芯片高度，未見(jiàn)粘接料爬至芯片有源區(qū)，與X射線(xiàn)檢查結(jié)果一致。

圖6 芯片背部焊料溢出

根據(jù)GJB 548B—2005《微電子器件試驗(yàn)方法和程序》方法2019.2，對(duì)器件的芯片互連結(jié)構(gòu)的可靠性進(jìn)行考核，主要是指芯片剪切強(qiáng)度，芯片面積大于4.13 mm2，應(yīng)最小承受25 N或其倍數(shù)的力。測(cè)試結(jié)果如表3所示。

表3 芯片剪切強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果

經(jīng)分析，器件芯片面積為4.4 mm，測(cè)試時(shí)，芯片剪切力超出設(shè)備量程（50 N），芯片未脫離管殼底座，芯片互連結(jié)構(gòu)可靠。

2.4.3 鍵合互連

器件鍵合互連結(jié)構(gòu)部分的主要失效機(jī)理為鍵合不良、碰絲和粘接疲勞等。鍵合引線(xiàn)的作用是在芯片與封裝管殼之間建立點(diǎn)連接，鍵合引線(xiàn)的失效會(huì)使相應(yīng)的引腳失去功能；由于化學(xué)腐蝕或機(jī)械應(yīng)力損傷及鍵合工藝不當(dāng)，使鍵合引線(xiàn)失去電連接的作用，從而導(dǎo)致器件失效。

a）經(jīng)X射線(xiàn)及內(nèi)部目檢（如圖5-6所示），發(fā)現(xiàn)器件內(nèi)部鍵合絲布局合理，不存在碰絲等現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)對(duì)器件內(nèi)部鍵合絲進(jìn)行SEM觀(guān)察和成分分析，發(fā)現(xiàn)芯片端焊盤(pán)材料為鋁，存在金-鋁異質(zhì)鍵合，在長(zhǎng)期使用和貯存后，金-鋁之間易產(chǎn)生一系列的金屬間化合物，并形成柯肯達(dá)爾空洞，存在脫鍵風(fēng)險(xiǎn)。建議在芯片端必須采用異質(zhì)鍵合時(shí)，需通過(guò)專(zhuān)門(mén)的工藝鑒定，對(duì)其可靠性進(jìn)行評(píng)估。

根據(jù)GJB 548B—2005《微電子器件試驗(yàn)方法和程序》方法2011.1，對(duì)器件鍵合互連結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠性考核，即對(duì)鍵合拉力值是否滿(mǎn)足規(guī)定要求進(jìn)行考核。直徑為28 μm的金鍵合絲，密封后最小鍵合強(qiáng)度為27.10 mN。對(duì)器件中10根鍵合絲進(jìn)行鍵合拉力測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

表4 鍵合拉力測(cè)試結(jié)果

測(cè)試結(jié)果表明，10根鍵合絲中其鍵合拉力最小值為143.39 mN，最大值為201.24 mN；其中，3根鍵合絲的斷裂位置為鍵合絲的頸縮處，7根鍵合絲的斷裂位置為鍵合絲中部，未見(jiàn)脫鍵異常，鍵合絲互連強(qiáng)度可靠。

由于鍵合工藝原因，金絲球焊第二鍵合點(diǎn)與鍵合絲之間存在頸縮界面，此處的鍵合絲強(qiáng)度較為薄弱，因此，大部分鍵合絲均在外頸縮點(diǎn)界面處斷裂，且斷裂方式均為韌性斷裂。2 #和3 #鍵合絲的弓絲弧度較高，在測(cè)試過(guò)程中鍵合絲中部與拉力鉤接觸位置發(fā)生形變，因而斷裂位置為鍵合絲中部。

b） 器件的外鍵合點(diǎn)采用了金絲球二次加固工藝，如圖7所示。在初始月牙形壓痕上方鍵合加固球，對(duì)外鍵合點(diǎn)進(jìn)行了加固。GJB 597B—2005《半導(dǎo)體集成電路通用規(guī)范》對(duì)B級(jí)器件未作出明確的可靠性要求，經(jīng)過(guò)與研制單位溝通，該工藝通過(guò)單位內(nèi)部工藝評(píng)審和可行性分析，認(rèn)為通過(guò)優(yōu)化鍵合工藝參數(shù)，能夠滿(mǎn)足產(chǎn)品加工要求。

圖7 內(nèi)、外鍵合點(diǎn)形貌

c）芯片與管殼之間采用28 μm的金絲，鍵合工藝為金絲球焊工藝。根據(jù)GJB 597B—2012《半導(dǎo)體集成電路通用規(guī)范》3.5.6.4章節(jié)的規(guī)定，28 μm金絲能夠承載的最大電流約為0.47 A，結(jié)合器件的功能性能要求，28 μm金絲能夠滿(mǎn)足器件的使用要求，鍵合絲直徑的選擇正確。

通?？梢酝ㄟ^(guò)電測(cè)試來(lái)判斷器件是否合格，對(duì)其鍵合絲直徑的選擇關(guān)注較少。在使用過(guò)程中，型號(hào)用戶(hù)往往采用降額設(shè)計(jì)來(lái)保證裝備使用的可靠性。但通過(guò)RCA，對(duì)鍵合絲能夠承載的最大電流進(jìn)行計(jì)算分析，能夠表征器件的實(shí)際能力，發(fā)現(xiàn)器件可能存在的可靠性風(fēng)險(xiǎn)，在器件使用階段提出指導(dǎo)建議。

2.5 可靠性結(jié)構(gòu)分析的技術(shù)核心

a）客觀(guān)物理結(jié)構(gòu)的識(shí)別

從RCA的工作流程來(lái)看，元器件的客觀(guān)物理結(jié)構(gòu)的識(shí)別是結(jié)構(gòu)分析中的一項(xiàng)技術(shù)核心。對(duì)于基于失效物理開(kāi)展的結(jié)構(gòu)分析來(lái)說(shuō)，物理結(jié)構(gòu)分解是依據(jù)器件結(jié)構(gòu)的定義及工藝特性進(jìn)行的，合理并準(zhǔn)確地識(shí)別元器件的物理結(jié)構(gòu)及其主要失效模式，能夠幫助分析者系統(tǒng)、全面地了解被分析對(duì)象，快速地確立關(guān)注點(diǎn)，為后續(xù)可靠性影響因素的識(shí)別墊定重要的基礎(chǔ)。

b）工藝、結(jié)構(gòu)和材料的判定

在獲取了結(jié)構(gòu)要素之后，對(duì)于元器件工藝、結(jié)構(gòu)和材料等因素的判定主要是基于已有的知識(shí)積累和現(xiàn)有成熟的試驗(yàn)方法進(jìn)行可靠性驗(yàn)證。一方面需要具有成功應(yīng)用經(jīng)歷的元器件，另一方面需要借助行業(yè)專(zhuān)家的力量，同時(shí)對(duì)于驗(yàn)證方法能夠熟練地運(yùn)用，在三者兼顧的情況下，如何能夠準(zhǔn)確全面地對(duì)影響元器件的可靠性因素進(jìn)行判定是RCA工作的另一項(xiàng)技術(shù)核心。

2.6 可靠性結(jié)構(gòu)分析工作的關(guān)鍵性

RCA作為元器件質(zhì)量保證工作中重要的一項(xiàng)評(píng)價(jià)技術(shù)，能夠考核元器件選用的結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)過(guò)程是否存在元器件的固有可靠性問(wèn)題，其意義在于能夠識(shí)別新型器件的結(jié)構(gòu)、材料和工藝等可靠性影響因素，針對(duì)用戶(hù)應(yīng)用條件和要求，使問(wèn)題得以盡早地暴露，預(yù)防重大系統(tǒng)性問(wèn)題發(fā)生，同時(shí)能夠確定元器件設(shè)計(jì)是否存在缺陷而危害器件的質(zhì)量和長(zhǎng)期可靠性。

RCA工作的關(guān)鍵在于能夠掌握客觀(guān)的科學(xué)規(guī)律。包括元器件材料、結(jié)構(gòu)和工藝等方面的可靠性物理知識(shí)，科學(xué)評(píng)價(jià)元器件的可靠性；能夠?qū)崿F(xiàn)工程化應(yīng)用，服務(wù)于型號(hào)工程，全面協(xié)調(diào)各方資源，實(shí)現(xiàn)“用”“研”的良好結(jié)合。

RCA技術(shù)的關(guān)鍵在于能夠通過(guò)科學(xué)的方法分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，作為重要的知識(shí)儲(chǔ)備，形成結(jié)構(gòu)可靠性數(shù)據(jù)庫(kù)；同時(shí)，對(duì)于同種結(jié)構(gòu)、材料和工藝的元器件具有遷移學(xué)習(xí)的作用。RCA的對(duì)象并不是某一種元器件，而是系統(tǒng)地研究某類(lèi)元器件的結(jié)構(gòu)可靠性，根據(jù)對(duì)不同結(jié)構(gòu)、材料、工藝的元器件可靠性的大量分析和已有的知識(shí)儲(chǔ)備，可對(duì)具有同種結(jié)構(gòu)、材料和工藝的元器件進(jìn)行遷移學(xué)習(xí)，具有事半功倍的作用。

3 結(jié)束語(yǔ)

RCA是元器件保證的復(fù)雜技術(shù)，是工程化應(yīng)用新技術(shù)，在應(yīng)用驗(yàn)證領(lǐng)域也發(fā)揮著重要的作用。RCA是一種正向檢查，其目的是提前查明器件的固有可靠性狀況、工藝質(zhì)量及潛在的失效機(jī)制，結(jié)合應(yīng)用環(huán)境提出使用建議，避免不合理的結(jié)構(gòu)用于裝備設(shè)計(jì)使用，可同時(shí)服務(wù)于用戶(hù)、型號(hào)及元器件研制。

RCA是對(duì)失效物理科學(xué)逐步深入的認(rèn)識(shí)過(guò)程。結(jié)構(gòu)分析沒(méi)有特定的標(biāo)準(zhǔn)，基于失效物理展開(kāi)，需建立在典型結(jié)構(gòu)、工藝的基礎(chǔ)之上，對(duì)于新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料的運(yùn)用需要通過(guò)可靠性工藝鑒定和可行性分析，對(duì)同種結(jié)構(gòu)、材料和工藝的元器件可靠性分析具有遷移學(xué)習(xí)的作用。

從工程層面而言，RCA根據(jù)不同種類(lèi)的樣品進(jìn)行有針對(duì)性的物理結(jié)構(gòu)分解并設(shè)計(jì)相關(guān)試驗(yàn)，進(jìn)而進(jìn)行結(jié)構(gòu)可靠性驗(yàn)證，獲取相關(guān)信息，對(duì)于器件可靠性數(shù)據(jù)的儲(chǔ)備具有重大意義，是保證工程化應(yīng)用的基礎(chǔ)。