在此以串信干擾作為本案例的失效模式課件

1、電子產(chǎn)業(yè)可靠度技術(shù)應用 學生/學號：陳育民 9421711 林基賢 9421713 賴穎姿 9421729 張軒齊 9421750一、電子產(chǎn)業(yè)可靠度應用範圍 篇名作者刊名應用範圍可靠度方法以實驗設(shè)計方法改善筆記型電腦PCB設(shè)計與組裝黃乾怡、李藍怡工業(yè)工程學刊，第六期印刷電路板組裝製程中，PCB設(shè)計與組裝可靠度評估加速壽命試驗(溫度及機械測試)DRAM的可靠度技術(shù)(I)元件可靠度分析的基礎(chǔ)林振華電子月刊，第九卷，第五期半導體製程中的薄膜界面和導線部分之可靠度評估故障率、MTTF(平均壽命)、加速壽命試驗(定加速、STEP加速)DRAM的可靠度技術(shù)(II)電晶體可靠度分析方法林振華電子月刊，第九卷

2、，第七期電晶體可靠度評估故障率、加速壽命試驗(動態(tài)加速)DRAM的可靠度技術(shù)(III)金屬導線的可靠度評估方法林振華電子月刊，第九卷，第九期DRAM-金屬導線的可靠度評估加速壽命試驗(溫度)、MTTF(平均壽命)覆晶銲錫之可靠度議題陳智電子月刊，第十卷，第十一期覆晶銲錫之可靠度評估加速壽命試驗(溫度及機械測試)無鉛製程發(fā)展趨勢及可靠度需求昝世蓉、胡鴻章、胡國昌電子月刊，第九卷，第十一期無鉛製程可靠度評估加速壽命試驗(溫度)、疲勞壽命預測晶片尺寸封裝於功率與溫度耦合循環(huán)測試下之疲勞可靠度分析黃東鴻、賴逸少、李長祺電子月刊，第十一卷，第六期晶片尺寸封裝於功率與溫度耦合循環(huán)測試下之疲勞可靠度評估疲勞

3、壽命預測晶片尺寸封裝之錫球接點幾何形狀對其自由掉落衝擊可靠度的影響葉昶麟、賴逸少電子月刊，第十一卷，第三期晶片尺寸封裝之錫球接點幾何形狀對其自由掉落衝擊可靠度評估加速壽命試驗(機械)加速壽命試驗的統(tǒng)計學原理分析與壽命預測以液晶顯示器模組之Crosstalk現(xiàn)象為例李佩熹碩士論文，九十三年六年液晶顯示器模組之加速壽命試驗加速壽命試驗(溫度與濕度)二、加速壽命試驗個案 產(chǎn)品簡介 試驗規(guī)劃 失效定義 失效分析 失效數(shù)據(jù) 產(chǎn)品簡介(1/2)本案例以F-STN1.3吋灰階液晶顯示器模組為研究對象，此產(chǎn)品一般大多用在灰階畫面的手機上。 產(chǎn)品簡介(2/2)液晶顯示器模組主要由上下兩片ITO導電玻璃面板、導光

4、片、驅(qū)動IC、上下偏光片、印刷電路板、液晶材料、塑膠件等主要材料所構(gòu)成。 試驗規(guī)劃(1/4) 本案例以F-STN1.3吋灰階液晶顯示器模組為試驗樣本來進行加速壽命試驗。試驗的環(huán)境變數(shù)為溫度與濕度兩種環(huán)境應力。由廠商提供資料可知道，液晶顯示器模組的最高只能承受90環(huán)境溫度，且偏光片最大也只能承受到7090RH的環(huán)境條件，考慮樣本所能承受的環(huán)境應力範圍，以及廠商在壽命試驗所規(guī)定的應力條件值，本研究一共設(shè)定五種試驗的環(huán)境應力條件值，分別為7090RH、6090RH、4090RH、8050RH與7050RH。濕度為90RH的三個應力條件，採用三臺ENVRON恆溫恆濕機同時進行試驗，而濕度為50RH的兩

5、個應力條件，採用兩臺鑫力的超高溫試驗機同時試驗。 試驗規(guī)劃(2/4)試驗規(guī)劃(3/4)在樣本取得方面，液晶顯示器模組的單價相當高，決定每個應力條件的樣本數(shù)為30個，共有五個應力條件，計共150個試驗樣本，這150個試驗樣本均為新品。在試驗之前，必須進行點燈檢查，並確定所取得的試件均為良品。試驗時，試件必須均勻放置在鐵盤中，試件放入試驗爐後，鐵盤能將試驗爐內(nèi)的溫度均勻分佈在每一試件上，使同一應力條件的試件在試驗爐內(nèi)的溫度與濕度相同。試驗規(guī)劃(4/4)試驗開始後，採區(qū)間觀察的方式進行檢驗，每四十八小時採用全部檢驗的方式進行點燈檢查。點燈檢查時，從試驗爐內(nèi)將試件取出，並經(jīng)過半小時後，樣本回復到正常溫

6、度後才能進行點燈檢查。並對每個樣本的外觀與機能變化做詳細的紀錄，若樣本有特殊異常狀況，要詢問專家，並了解異常原因，且詳細紀錄下，以作為日後資料分析的參考。 失效定義(1/3) 經(jīng)由上述的試驗規(guī)劃，開始進行加速壽命試驗，試驗時間經(jīng)過了6800小時後結(jié)束。在試驗過程中，因試驗產(chǎn)生了數(shù)種缺陷經(jīng)過整理後各應力條件的缺陷數(shù)可以整理成右表 ：失效定義(2/3) 由上表可知，總試驗時間只有6800小時，應力條件值為7090RH、6090RH、4090RH和8050RH這四個條件的試驗樣本完全都達到串信干擾的缺陷。而應力條件值7050RH的試驗，30個試驗樣本中，只有25個樣本發(fā)生串信干擾現(xiàn)象，因此串信干擾為

7、每個試驗條件的共同缺陷。失效定義(3/3) 而在進行加速壽命試驗分析時，必須要有相同的失效模式，也就是要有相同的缺陷情況，在此以串信干擾作為本案例的失效模式。串信干擾現(xiàn)象如下圖所示。圖中可以發(fā)現(xiàn)，每個黑色長條圖案上方都有出現(xiàn)顏色淡，類似半透明的長條圖案，這就是所謂的串信干擾現(xiàn)象 失效分析(1/7) 液晶顯示器模組串信干擾現(xiàn)象發(fā)生共有兩種原因 1.驅(qū)動IC性能2.版面特性 失效分析(2/7) 液晶顯示器模組經(jīng)過加速壽命試驗之後，導致驅(qū)動IC金凸塊（GoldBump）產(chǎn)生燒焦的現(xiàn)象。驅(qū)動IC上每個金凸塊都與玻璃版面上的ITO線路相連接，一個金凸塊就連接一條ITO線路，若驅(qū)動IC金凸塊產(chǎn)生燒焦，則會

8、影響驅(qū)動IC輸入到ITO線路的電壓值。失效分析(3/7) 圖4.5說明驅(qū)動電壓對畫面顯示影響失效分析(4/7) 以畫面上之單一像素點來看，圖中，此像素點的驅(qū)動電壓為0時，像素點呈現(xiàn)完全透明，也就是無顯示。當施加驅(qū)動電壓大於藍線之後，透明度開始遞減，也就是漸漸有畫面顯示。當施加的驅(qū)動電壓值從0變動至藍線之前，是不會產(chǎn)生畫面。到達紅線時，像素點透明度已經(jīng)到達0，也就是像素點完全顯示，之後，不論如何加大驅(qū)動電壓，像素點透明度都會保持在0。 失效分析(5/7) 液晶顯示器是透過電場讓液晶分子旋轉(zhuǎn)，透過 液晶分子遮斷光以產(chǎn)生畫面，當液晶顯示器模組驅(qū)動時，未顯示的像素點依然會施加電壓，但電壓值會在0到藍線

9、之間，以防止鄰近的像素點電場干擾，同樣的，驅(qū)動的像素點也會多施加電壓，以防止鄰近的像素點的電場干擾。失效分析(6/7) 以完整驅(qū)動的像素來看，其驅(qū)動電壓值必須要大於紅線，這樣才能讓像素點透明度變成0，讓像素點完全顯示，但實際上驅(qū)動電壓只要到達紅線，像素點透明度就會為0，驅(qū)動電壓並不需要大於紅線，但因為鄰近的像素點電場干擾，使得電壓值降到了綠線，以至於像素點的透明度，原本應該為0，卻變成了50%，讓像素點呈現(xiàn)半透明的狀態(tài)，無法完整顯示，串信干擾的現(xiàn)象就是因此而發(fā)生失效分析(7/7) 綜合上述驅(qū)動IC金凸塊燒焦現(xiàn)象，及串信干擾發(fā)生原因的兩個觀點可以確定，本案例液晶顯示器模組的串信干擾，主要是加速壽

10、命試驗所造成 的，在高溫環(huán)境，造成驅(qū)動IC金凸塊產(chǎn)生燒焦的現(xiàn)象，使得驅(qū)動IC輸入到ITO電壓過小，讓像素點受到鄰近的電場干擾，以至於液晶分子旋轉(zhuǎn)角度錯誤，像素點的透明度無法呈現(xiàn)出正常的百分比，導致畫面產(chǎn)生串信干擾的現(xiàn)象。失效數(shù)據(jù)(1/3) 將各應力條件下的試驗樣本發(fā)生串信干擾的時間作為整理。由於本案例試驗採用區(qū)間觀察的方式來檢驗液晶顯示器模組的缺陷，所以用所觀察到串信干擾情況的區(qū)間時間取平均值作為失效時間，並統(tǒng)計此區(qū)間時間發(fā)生串信干擾情況的樣本個數(shù)。失效數(shù)據(jù)(2/3) 失效數(shù)據(jù)(3/3) 三、建議與未來研究方向 本案例只針對溫度與濕度兩環(huán)境條件進行試驗與分析，並未施加電壓驅(qū)動液晶顯示器模組，這屬於靜態(tài)