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(yīng)用 學(xué)生/學(xué)號(hào)：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(yīng)用範(fàn)圍 篇名作者刊名應(yīng)用範(fàn)圍可靠度方法以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法改善筆記型電腦PCB設(shè)計(jì)與組裝黃乾怡、李藍(lán)怡工業(yè)工程學(xué)刊，第六期印刷電路板組裝製程中，PCB設(shè)計(jì)與組裝可靠度評(píng)估加速壽命試驗(yàn)(溫度及機(jī)械測(cè)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(dǎo)體製程中的薄膜界面和導(dǎo)線部分之可靠度評(píng)估故障率、MTTF(平均壽命)、加速壽命試驗(yàn)(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(píng)估故障率、加速壽命試驗(yàn)(動(dòng)態(tài)加速)DRAM的可靠度技術(shù)(III)金屬導(dǎo)線的可靠度評(píng)估方法林振華電子月刊，第九卷，第九期DRAM-金屬導(dǎo)線的可靠度評(píng)估加速壽命試驗(yàn)(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(píng)估加速壽命試驗(yàn)(溫度及機(jī)械測(cè)試)無(wú)鉛製程發(fā)展趨勢(shì)及可靠度需求昝世蓉、胡鴻章、胡國(guó)昌電子月刊，第九卷，第十一期無(wú)鉛製程可靠度評(píng)估加速壽命試驗(yàn)(溫度)、疲勞壽命預(yù)測(cè)晶片尺寸封裝於功率與溫度耦合循環(huán)測(cè)試下之疲勞可靠度分析黃東鴻、賴逸少、李長(zhǎng)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(cè)試下之疲勞可靠度評(píng)估疲勞

3、壽命預(yù)測(cè)晶片尺寸封裝之錫球接點(diǎn)幾何形狀對(duì)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(diǎn)幾何形狀對(duì)其自由掉落衝擊可靠度評(píng)估加速壽命試驗(yàn)(機(jī)械)加速壽命試驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)學(xué)原理分析與壽命預(yù)測(cè)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(yàn)加速壽命試驗(yàn)(溫度與濕度)二、加速壽命試驗(yàn)個(gè)案 產(chǎn)品簡(jiǎn)介 試驗(yàn)規(guī)劃 失效定義 失效分析 失效數(shù)據(jù) 產(chǎn)品簡(jiǎn)介(1/2)本案例以F-STN1.3吋灰階液晶顯示器模組為研究對(duì)象，此產(chǎn)品一般大多用在灰階畫(huà)面的手機(jī)上。 產(chǎn)品簡(jiǎn)介(2/2)液晶顯示器模組主要由上下兩片ITO導(dǎo)電玻璃面板、導(dǎo)光

4、片、驅(qū)動(dòng)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(yàn)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(yàn)樣本來(lái)進(jìn)行加速壽命試驗(yàn)。試驗(yàn)的環(huán)境變數(shù)為溫度與濕度兩種環(huán)境應(yīng)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(yīng)力範(fàn)圍，以及廠商在壽命試驗(yàn)所規(guī)定的應(yīng)力條件值，本研究一共設(shè)定五種試驗(yàn)的環(huán)境應(yīng)力條件值，分別為7090RH、6090RH、4090RH、8050RH與7050RH。濕度為90RH的三個(gè)應(yīng)力條件，採(cǎi)用三臺(tái)ENVRON恆溫恆濕機(jī)同時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，而濕度為50RH的兩

5、個(gè)應(yīng)力條件，採(cǎi)用兩臺(tái)鑫力的超高溫試驗(yàn)機(jī)同時(shí)試驗(yàn)。 試驗(yàn)規(guī)劃(2/4)試驗(yàn)規(guī)劃(3/4)在樣本取得方面，液晶顯示器模組的單價(jià)相當(dāng)高，決定每個(gè)應(yīng)力條件的樣本數(shù)為30個(gè)，共有五個(gè)應(yīng)力條件，計(jì)共150個(gè)試驗(yàn)樣本，這150個(gè)試驗(yàn)樣本均為新品。在試驗(yàn)之前，必須進(jìn)行點(diǎn)燈檢查，並確定所取得的試件均為良品。試驗(yàn)時(shí)，試件必須均勻放置在鐵盤(pán)中，試件放入試驗(yàn)爐後，鐵盤(pán)能將試驗(yàn)爐內(nèi)的溫度均勻分佈在每一試件上，使同一應(yīng)力條件的試件在試驗(yàn)爐內(nèi)的溫度與濕度相同。試驗(yàn)規(guī)劃(4/4)試驗(yàn)開(kāi)始後，採(cǎi)區(qū)間觀察的方式進(jìn)行檢驗(yàn)，每四十八小時(shí)採(cǎi)用全部檢驗(yàn)的方式進(jìn)行點(diǎn)燈檢查。點(diǎn)燈檢查時(shí)，從試驗(yàn)爐內(nèi)將試件取出，並經(jīng)過(guò)半小時(shí)後，樣本回復(fù)到正常溫

6、度後才能進(jìn)行點(diǎn)燈檢查。並對(duì)每個(gè)樣本的外觀與機(jī)能變化做詳細(xì)的紀(jì)錄，若樣本有特殊異常狀況，要詢問(wèn)專家，並了解異常原因，且詳細(xì)紀(jì)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(yàn)規(guī)劃，開(kāi)始進(jìn)行加速壽命試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)間經(jīng)過(guò)了6800小時(shí)後結(jié)束。在試驗(yàn)過(guò)程中，因試驗(yàn)產(chǎn)生了數(shù)種缺陷經(jīng)過(guò)整理後各應(yīng)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(yàn)時(shí)間只有6800小時(shí)，應(yīng)力條件值為7090RH、6090RH、4090RH和8050RH這四個(gè)條件的試驗(yàn)樣本完全都達(dá)到串信干擾的缺陷。而應(yīng)力條件值7050RH的試驗(yàn)，30個(gè)試驗(yàn)樣本中，只有25個(gè)樣本發(fā)生串信干擾現(xiàn)象，因此串信干擾為

7、每個(gè)試驗(yàn)條件的共同缺陷。失效定義(3/3) 而在進(jìn)行加速壽命試驗(yàn)分析時(shí)，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(gè)黑色長(zhǎng)條圖案上方都有出現(xiàn)顏色淡，類似半透明的長(zhǎng)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(dòng)IC性能2.版面特性 失效分析(2/7) 液晶顯示器模組經(jīng)過(guò)加速壽命試驗(yàn)之後，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)IC金凸塊（GoldBump）產(chǎn)生燒焦的現(xiàn)象。驅(qū)動(dòng)IC上每個(gè)金凸塊都與玻璃版面上的ITO線路相連接，一個(gè)金凸塊就連接一條ITO線路，若驅(qū)動(dòng)IC金凸塊產(chǎn)生燒焦，則會(huì)

8、影響驅(qū)動(dòng)IC輸入到ITO線路的電壓值。失效分析(3/7) 圖4.5說(shuō)明驅(qū)動(dòng)電壓對(duì)畫(huà)面顯示影響失效分析(4/7) 以畫(huà)面上之單一像素點(diǎn)來(lái)看，圖中，此像素點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)電壓為0時(shí)，像素點(diǎn)呈現(xiàn)完全透明，也就是無(wú)顯示。當(dāng)施加驅(qū)動(dòng)電壓大於藍(lán)線之後，透明度開(kāi)始遞減，也就是漸漸有畫(huà)面顯示。當(dāng)施加的驅(qū)動(dòng)電壓值從0變動(dòng)至藍(lán)線之前，是不會(huì)產(chǎn)生畫(huà)面。到達(dá)紅線時(shí)，像素點(diǎn)透明度已經(jīng)到達(dá)0，也就是像素點(diǎn)完全顯示，之後，不論如何加大驅(qū)動(dòng)電壓，像素點(diǎn)透明度都會(huì)保持在0。 失效分析(5/7) 液晶顯示器是透過(guò)電場(chǎng)讓液晶分子旋轉(zhuǎn)，透過(guò) 液晶分子遮斷光以產(chǎn)生畫(huà)面，當(dāng)液晶顯示器模組驅(qū)動(dòng)時(shí)，未顯示的像素點(diǎn)依然會(huì)施加電壓，但電壓值會(huì)在0到藍(lán)線

9、之間，以防止鄰近的像素點(diǎn)電場(chǎng)干擾，同樣的，驅(qū)動(dòng)的像素點(diǎn)也會(huì)多施加電壓，以防止鄰近的像素點(diǎn)的電場(chǎng)干擾。失效分析(6/7) 以完整驅(qū)動(dòng)的像素來(lái)看，其驅(qū)動(dòng)電壓值必須要大於紅線，這樣才能讓像素點(diǎn)透明度變成0，讓像素點(diǎn)完全顯示，但實(shí)際上驅(qū)動(dòng)電壓只要到達(dá)紅線，像素點(diǎn)透明度就會(huì)為0，驅(qū)動(dòng)電壓並不需要大於紅線，但因?yàn)猷徑南袼攸c(diǎn)電場(chǎng)干擾，使得電壓值降到了綠線，以至於像素點(diǎn)的透明度，原本應(yīng)該為0，卻變成了50%，讓像素點(diǎn)呈現(xiàn)半透明的狀態(tài)，無(wú)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(dòng)IC金凸塊燒焦現(xiàn)象，及串信干擾發(fā)生原因的兩個(gè)觀點(diǎn)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(yàn)所造成 的，在高溫環(huán)境，造成驅(qū)動(dòng)IC金凸塊產(chǎn)生燒焦的現(xiàn)象，使得驅(qū)動(dòng)IC輸入到ITO電壓過(guò)小，讓像素點(diǎn)受到鄰近的電場(chǎng)干擾，以至於液晶分子旋轉(zhuǎn)角度錯(cuò)誤，像素點(diǎn)的透明度無(wú)法呈現(xiàn)出正常的百分比，導(dǎo)致畫(huà)面產(chǎn)生串信干擾的現(xiàn)象。失效數(shù)據(jù)(1/3) 將各應(yīng)力條件下的試驗(yàn)樣本發(fā)生串信干擾的時(shí)間作為整理。由於本案例試驗(yàn)採(cǎi)用區(qū)間觀察的方式來(lái)檢驗(yàn)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(shí)間取平均值作為失效時(shí)間，並統(tǒng)計(jì)此區(qū)間時(shí)間發(fā)生串信干擾情況的樣本個(gè)數(shù)。失效數(shù)據(jù)(2/3) 失效數(shù)據(jù)(3/3) 三、建議與未來(lái)研究方向 本案例只針對(duì)溫度與濕度兩環(huán)境條件進(jìn)行試驗(yàn)與分析，並未施加電壓驅(qū)動(dòng)液晶顯示器模組，這屬於靜態(tài)