可靠性物理与工程 失效时间模型PDF电子书下载

第1章 引言 1

第2章 材料/器件的性能退化 3

2.1材料/器件参数的退化模型 3

2.1.1材料/器件参数随时间减小的情况 3

2.1.2材料/器件参数随时间增大的情况 6

2.2通用退化模型 8

2.3退化率模型 9

2.4退化延迟 11

2.5竞争退化机制 15

习题 16

第3章 失效时间 23

3.1失效时间的定义 23

3.2影响失效时间的因素 25

习题 26

第4章 失效时间模型 28

4.1通量散度对失效时间的影响 28

4.2应力与激活能的影响 30

4.3保守失效时间模型 34

4.4高应力水平下的失效时间模型 35

习题 36

参考文献 38

第5章 高斯统计概述 39

5.1正态分布 39

5.2概率密度函数 43

5.3工艺过程的统计学表征 44

习题 46

参考文献 47

第6章 失效时间统计 48

6.1对数正态分布的概率密度函数 48

6.2威布尔分布的概率密度函数 51

6.3多态分布 54

6.3.1分离的多态分布 54

6.3.2混合的多种失效机制 56

习题 58

参考文献 60

第7章 失效率模型 61

7.1器件的失效率 61

7.2平均失效率 61

7.2.1对数正态平均失效率 62

7.2.2威布尔平均失效率 62

7.3即时失效率 63

7.3.1对数正态分布的即时失效率 63

7.3.2威布尔分布的即时失效率 64

7.4浴盆曲线 64

7.5电子器件的失效率 66

习题 69

参考文献 71

第8章 加速退化 72

8.1亚稳态 72

8.2温度对退化率的影响 73

8.3激活自由能 75

8.4应力和温度对退化率的影响 76

8.4.1实应力与虚应力 76

8.4.2应力对材料/器件的影响 77

8.5加速退化率 79

习题 80

参考文献 81

第9章 加速因子模型 82

9.1加速因子的定义 82

9.2幂律与指数型加速因子模型 84

9.3加速测试中的注意事项 85

9.4保守的加速因子 86

习题 87

参考文献 90

第10章 斜坡失效测试 91

10.1斜坡失效测试的基本原理 91

10.2线性斜坡率 92

10.2.1指数型加速线性斜坡测试 92

10.2.2幂律型加速线性斜坡测试 93

10.3破坏数据分布 94

10.4斜坡失效测试中的注意事项 96

10.5斜坡破坏数据分布与恒定应力失效时间分布间的转换 96

10.5.1指数型加速因子模型 97

10.5.2幂律型加速因子模型 97

10.6由斜坡失效数据得到恒定应力对数正态失效时间分布 97

10.6.1指数型加速因子模型 98

10.6.2幂律型加速因子模型 98

10.7由斜坡失效数据得到恒定应力威布尔失效时间分布 98

10.7.1指数型加速因子模型 98

10.7.2幂律型加速因子模型 99

习题 100

参考文献 101

第11章 集成电路典型失效机理及其失效时间模型 102

11.1电迁移 102

11.2应力迁移 110

11.2.1铝互连中的应力迁移 110

11.2.2铜互连中的应力迁移 113

11.3腐蚀 116

11.3.1指数型湿度倒数模型 120

11.3.2幂律型湿度模型 120

11.3.3指数型湿度模型 120

11.4热循环与热疲劳 121

11.5时间相关介电击穿 125

11.5.1指数型E模型 126

11.5.2指数型1/E模型 127

11.5.3幂律型电压V模型 128

11.5.4指数型?E模型 128

11.5.5 TDDB模型的选用 129

11.5.6其他与电场和电流相关的模型 131

11.6移动离子/表面极性反转 134

11.7热载流子注入 136

11.8负偏温不稳定性 139

习题 143

参考文献 145

第12章 机械工程典型失效机理及其失效时间模型 153

12.1材料中的分子/原子键 153

12.2材料中机械应力的来源 156

12.3材料的弹性行为 158

12.4材料的非弹性行为 161

12.5影响材料性能的重要缺陷 163

12.5.1空位 163

12.5.2位错 164

12.5.3晶界 166

12.6材料的断裂强度 167

12.7材料的应力释放 169

12.8蠕变失效 170

12.8.1恒定载荷/应力下的蠕变 170

12.8.2恒定应变下的蠕变 177

12.9裂纹引发的失效 180

12.9.1裂纹尖端的应力集中 180

12.9.2应变能释放率 182

12.9.3快速断裂 183

12.10疲劳失效 184

12.10.1无裂纹材料的疲劳 186

12.10.2低周疲劳 186

12.10.3高周疲劳 187

12.10.4有裂纹材料的疲劳 189

12.11黏合失效 190

12.12热失配导致的失效 191

12.12.1热膨胀 191

12.12.2受约束的热膨胀 192

12.12.3热失配 193

12.12.4厚基体上的薄膜 195

12.13腐蚀失效 196

12.13.1干燥腐蚀 197

12.13.2液体腐蚀 202

12.13.3应力对腐蚀速率的影响 205

习题 207

参考文献 210

第13章 动应力转化为有效静应力的方法 212

13.1有效静应力 212

13.2幂律型失效时间模型的有效静应力 214

13.3指数型失效时间模型的有效静应力 215

13.4动应力脉冲的等效矩形应力脉冲 216

13.4.1幂律型失效时间模型的等效矩形应力脉冲 216

13.4.2指数型失效时间模型的等效矩形应力脉冲 216

13.4.3数值积分 217

13.5有效静态温度 220

13.6任务配置文件 223

13.7避免共振 228

习题 228

第14章 器件可靠性设计的改进 233

14.1可靠性增强因子 233

14.2电迁移可靠性设计的改进 234

14.3 TDDB可靠性设计的改进 235

14.4 NBTI可靠性设计的改进 235

14.5 HCI可靠性设计的改进 236

14.6表面极性反转可靠性设计的改进 236

14.7蠕变可靠性设计的改进 237

14.7.1转子的蠕变 237

14.7.2压力容器的蠕变 238

14.7.3梁的蠕变 238

14.7.4紧固件的蠕变 239

14.8疲劳可靠性设计的改进 239

14.8.1压力容器的疲劳 239

14.8.2电子器件的疲劳 240

习题 240

附录 量度单位换算表 242