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