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2020 | OriginalPaper | Chapter

6. Zuverlässigkeit diskreter passiver Bauelemente

Author : Titu-Marius I. Băjenescu

Published in: Zuverlässige Bauelemente für elektronische Systeme

Publisher: Springer Fachmedien Wiesbaden

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Zusammenfassung

Die Zuverlässigkeit einer Komponente ist durch Material, Konstruktion und Herstellung gegeben. Sie ist auch stark davon abhängig, unter welchen Bedingungen die Komponente eingesetzt wird. Die „Badewannenkurve“ ist nicht immer zu beobachten. Wir diskutieren die Ausfallrisiken einiger repräsentativer Typen von diskreten passiven elektronischen Komponenten (Kondensatoren, Dioden und Steckverbinder). In Anbetracht dieser Risiken erklären wir die wichtigsten Eigenschaften des entsprechenden Bauelementes, die typischen Fehlerarten (das elektrische Verhalten der fehlerhaften Elemente) und die verwendeten Methoden der Fehleranalyse (FA) in den Zuverlässigkeitsstudien des Bauelementes. Wir identifizieren dann die Ausfallmechanismen (AM) (die physikalisch-chemischen Prozesse, die den Fehler erzeugen), bevor wir eine Verbesserung der Zuverlässigkeit mit Korrekturmaßnahmen empfehlen. Durch Betrachtung einer elektrostatischen Entladung (ESD), die in jeder elektronischen Komponente entsteht, schließen wir dann einen Ausfallmechanismus, um mögliche Verfahren zur ESD-Verhinderung zu untersuchen. Die Frühausfälle – verursacht in der Regel durch unsachgemäße Herstellung – sollten im Interesse des Herstellers und Anwenders von vornherein vermieden werden. Dieser Wunsch ist nicht immer hinreichend erfüllbar. Vor allem physikalische und chemische Vorgänge, die in ihrer Wirkung bisher unerkannt sind, können versteckte Fehler hervorrufen, die sich als Frühausfälle zeigen.

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Literature
1.
go back to reference Băjenescu, T., Bâzu, M.: Reliability building of discrete electronic components. In: Swingler, J. (Hrsg.) Reliability Characterisation of Electrical and Electronic Systems, S. 63–82. Elsevier und Woodhead Publishing, Cambridge (2015)CrossRef Băjenescu, T., Bâzu, M.: Reliability building of discrete electronic components. In: Swingler, J. (Hrsg.) Reliability Characterisation of Electrical and Electronic Systems, S. 63–82. Elsevier und Woodhead Publishing, Cambridge (2015)CrossRef
2.
go back to reference Bâzu, M., Băjenescu, T.: Failure Analysis. A Practical Guide for Manufacturers of Electronic Components and Systems. Wiley, Chichester (2011)CrossRef Bâzu, M., Băjenescu, T.: Failure Analysis. A Practical Guide for Manufacturers of Electronic Components and Systems. Wiley, Chichester (2011)CrossRef
3.
go back to reference Băjenescu, T., Bâzu, M.: Component Reliability for Electronic Systems. Artech House, Boston (2010) Băjenescu, T., Bâzu, M.: Component Reliability for Electronic Systems. Artech House, Boston (2010)
4.
go back to reference Bâzu, M., und T.-M. Băjenescu, Failure Risks for Silicon and Non-Silicon Transistors. Proceedings of International Conference on Quality and Dependability CCF 2014, Sinaia, September 17–19, 2014 Bâzu, M., und T.-M. Băjenescu, Failure Risks for Silicon and Non-Silicon Transistors. Proceedings of International Conference on Quality and Dependability CCF 2014, Sinaia, September 17–19, 2014
6.
go back to reference Băjenescu, T., Zuverlässigkeit passiver Komponenten, Technische Rundschau, März bis Juni 1981 (Artikelserie) Băjenescu, T., Zuverlässigkeit passiver Komponenten, Technische Rundschau, März bis Juni 1981 (Artikelserie)
7.
go back to reference Ikonopisov, S., et al.: Theory of electrical breakdown during formation of barrier anodic films. Electrochim. Acta 22(10), 1077–1082 (1977)CrossRef Ikonopisov, S., et al.: Theory of electrical breakdown during formation of barrier anodic films. Electrochim. Acta 22(10), 1077–1082 (1977)CrossRef
8.
go back to reference Gomez-Aleixandre, C., Albella, J.M., Martínez-Duart, J.M.: Pressure build-up in aluminum electrolytic capacitors under stressed voltage conditions. J. Appl. Electrochem. 1(16), 109–115 (1986)CrossRef Gomez-Aleixandre, C., Albella, J.M., Martínez-Duart, J.M.: Pressure build-up in aluminum electrolytic capacitors under stressed voltage conditions. J. Appl. Electrochem. 1(16), 109–115 (1986)CrossRef
9.
go back to reference Mäder, R., Meyer, K.-D.: Zuverlässigkeit diskreter passiver Bauelemente. In: Schneider, H.G. (Hrsg.) Zuverlässigkeit elektronischer Bauelemente, S. 400–401. VEB Deutscher Verlag, Leipzig (1974) Mäder, R., Meyer, K.-D.: Zuverlässigkeit diskreter passiver Bauelemente. In: Schneider, H.G. (Hrsg.) Zuverlässigkeit elektronischer Bauelemente, S. 400–401. VEB Deutscher Verlag, Leipzig (1974)
10.
go back to reference Kormàny, T., Barna, H.: Wege zur Beurteilung der natürlichen Lebensdauer von Elektrolytkondensatoren. Nachrichtentechnik 12(10), 391–392 (1984) Kormàny, T., Barna, H.: Wege zur Beurteilung der natürlichen Lebensdauer von Elektrolytkondensatoren. Nachrichtentechnik 12(10), 391–392 (1984)
11.
go back to reference Prymak, J.: Derating differences Ta/Ta-polymer/Al-polymer. CARTS 2003: 23rd Capacitor and Resistor Technology Symposium, San Antonio, TX, 31 March–3 April 2003 Prymak, J.: Derating differences Ta/Ta-polymer/Al-polymer. CARTS 2003: 23rd Capacitor and Resistor Technology Symposium, San Antonio, TX, 31 March–3 April 2003
12.
go back to reference Ackmann, W.: Alterungskriterien bei Elektrolytkondensatoren. NTF 24, 115–126 (1961) Ackmann, W.: Alterungskriterien bei Elektrolytkondensatoren. NTF 24, 115–126 (1961)
13.
go back to reference Băjenesco, T.I.: Problèmes de la fiabilité des composants électroniques actifs actuels. Masson, Paris (1980) Băjenesco, T.I.: Problèmes de la fiabilité des composants électroniques actifs actuels. Masson, Paris (1980)
14.
go back to reference Băjenescu, T.I.: Zuverlässigkeitskenngrössen. Aktuelle Tech. 5, 13–15 (1995) Băjenescu, T.I.: Zuverlässigkeitskenngrössen. Aktuelle Tech. 5, 13–15 (1995)
16.
go back to reference Sita, Z., Biler, M.: Ta capacitors with conductive polymer robust to lead-free reflow. AVX, Proceedings of CARTS USA 2005 Sita, Z., Biler, M.: Ta capacitors with conductive polymer robust to lead-free reflow. AVX, Proceedings of CARTS USA 2005
17.
go back to reference Millman, W., Zedníček, T.: Niobium Oxide capacitors brings high performance to a wide range of electronic applications. Proceedings of CARTS Europe, Barcelona, Spain, 2007, 75–87 Millman, W., Zedníček, T.: Niobium Oxide capacitors brings high performance to a wide range of electronic applications. Proceedings of CARTS Europe, Barcelona, Spain, 2007, 75–87
18.
go back to reference Schwarze, D.E.: Advanced Electrical Materials and Component Development. NASA/TM-2003-212614 Schwarze, D.E.: Advanced Electrical Materials and Component Development. NASA/TM-2003-212614
19.
go back to reference Obreja, V.V.N.: The voltage dependence of reverse current of semiconductor pn junctions and its distribution over the device area. IEEE International Semiconductor Conference (CAS), 2007, 485–488 Obreja, V.V.N.: The voltage dependence of reverse current of semiconductor pn junctions and its distribution over the device area. IEEE International Semiconductor Conference (CAS), 2007, 485–488
21.
go back to reference Obreja, V.V.N., et al.: 36th IEEE Power Electronics Specialists Conference (PESC 2005), June 2005, 537–540 Obreja, V.V.N., et al.: 36th IEEE Power Electronics Specialists Conference (PESC 2005), June 2005, 537–540
22.
go back to reference Zhuang, Y., Du, L.: 1/f Noise as a reliability indicator for subsurface Zener Diodes. Microelectron. Reliab. 42(3), 355–360 (2002)CrossRef Zhuang, Y., Du, L.: 1/f Noise as a reliability indicator for subsurface Zener Diodes. Microelectron. Reliab. 42(3), 355–360 (2002)CrossRef
23.
go back to reference Henning, J., Ward, A., Kierstead, P.: The new standard for high power semiconductors. Power Electron. Eur. 8, 18–19 (2008) Henning, J., Ward, A., Kierstead, P.: The new standard for high power semiconductors. Power Electron. Eur. 8, 18–19 (2008)
25.
go back to reference Singh, R., Hefner, A.R., McNutt, T.R.: Reliability concerns in contemporary SiC power devices. Proceedings of the International Semiconductor Device Research Symposium, 2003, 368–369 Singh, R., Hefner, A.R., McNutt, T.R.: Reliability concerns in contemporary SiC power devices. Proceedings of the International Semiconductor Device Research Symposium, 2003, 368–369
26.
go back to reference Soelkner, G., et al.: Reliability of SiC power devices against cosmic radiation induced failures. Proc. Mater. Sci. Forum 2007, 556–557 & 851–856 Soelkner, G., et al.: Reliability of SiC power devices against cosmic radiation induced failures. Proc. Mater. Sci. Forum 2007, 556–557 & 851–856
27.
go back to reference Albadri, A.M., et al.: Coupled electro-thermal simulation of single event burnout in power diodes. IEEE Trans. Nucl. Sci. 52(6), 2194–2199 (2005)CrossRef Albadri, A.M., et al.: Coupled electro-thermal simulation of single event burnout in power diodes. IEEE Trans. Nucl. Sci. 52(6), 2194–2199 (2005)CrossRef
28.
go back to reference Staecker, P.: Ka-band IMPATT Diode Reliability. International Electron Devices Meeting, December 4–5, 19(1973), Washington, DC, 493–496 Staecker, P.: Ka-band IMPATT Diode Reliability. International Electron Devices Meeting, December 4–5, 19(1973), Washington, DC, 493–496
29.
go back to reference Vogt, A., Brandt, M., Sigurdardottir, A., Schussler, M., Pena, D., Simon, A., Hartnagel, H.L., Rodewald, M., Roesner, M., Fuess, H., Goswami, S.N.N., Lal, K.: Characteristics of degradation mechanisms in resonant tunnelling diodes. Microelectron. Reliab. 37(10), 1691–1694 (1997)CrossRef Vogt, A., Brandt, M., Sigurdardottir, A., Schussler, M., Pena, D., Simon, A., Hartnagel, H.L., Rodewald, M., Roesner, M., Fuess, H., Goswami, S.N.N., Lal, K.: Characteristics of degradation mechanisms in resonant tunnelling diodes. Microelectron. Reliab. 37(10), 1691–1694 (1997)CrossRef
30.
go back to reference Khlil, R., El Hdiy, A., Shulekin, A.F., Tyaginov, S.E., Vexler, M.I.: Soft breakdown of MOS tunnel diodes with a spatially non-uniform oxide thickness. Microelectron. Reliab. 44(3), 543–546 (2004)CrossRef Khlil, R., El Hdiy, A., Shulekin, A.F., Tyaginov, S.E., Vexler, M.I.: Soft breakdown of MOS tunnel diodes with a spatially non-uniform oxide thickness. Microelectron. Reliab. 44(3), 543–546 (2004)CrossRef
31.
go back to reference Mojzes, L., et al.: Comparative Reliability Study of n + _n and n + _n_n + Gunn Diodes. Microelectron. Reliab. 29(2), 131–132 (1989)CrossRef Mojzes, L., et al.: Comparative Reliability Study of n + _n and n + _n_n + Gunn Diodes. Microelectron. Reliab. 29(2), 131–132 (1989)CrossRef
32.
go back to reference Ohyanagi, T., Bin, C., Sekiguchi, T., Yamaguchi, H., Matsuhata, H.: EBIC Analysis of Breakdown Failure Point in 4H-SiC PiN Diodes. Proceedings of Materials Science Forum 2009, 615–617; 707–710 Ohyanagi, T., Bin, C., Sekiguchi, T., Yamaguchi, H., Matsuhata, H.: EBIC Analysis of Breakdown Failure Point in 4H-SiC PiN Diodes. Proceedings of Materials Science Forum 2009, 615–617; 707–710
33.
go back to reference Ward, S.T.: Electrostatic Discharge (ESD) Protection in CMOS, M. S. Thesis, University of Idaho (2002) Ward, S.T.: Electrostatic Discharge (ESD) Protection in CMOS, M. S. Thesis, University of Idaho (2002)
34.
go back to reference Chun, J.-H.: ESD Protection Circuits for Advanced CMOS Technologies. Ph.D. Thesis, Stanford University (2006) Chun, J.-H.: ESD Protection Circuits for Advanced CMOS Technologies. Ph.D. Thesis, Stanford University (2006)
36.
go back to reference Barth, J., Barth, J.E., Verhaege, K., Henry, L.G., Richner, J.: TLP calibration, correlation, standards and new techniques. IEEE Trans. Electron. Packag. Manuf. 24(2), 99–108 (2001)CrossRef Barth, J., Barth, J.E., Verhaege, K., Henry, L.G., Richner, J.: TLP calibration, correlation, standards and new techniques. IEEE Trans. Electron. Packag. Manuf. 24(2), 99–108 (2001)CrossRef
38.
go back to reference Vashchenko, V.A., Sinkevitch, V.F.: Physical Limitations of Semiconductor Devices. Springer, Berlin (2008)CrossRef Vashchenko, V.A., Sinkevitch, V.F.: Physical Limitations of Semiconductor Devices. Springer, Berlin (2008)CrossRef
39.
go back to reference Pecht, M., Gu, J.: Physics-of-Failure-Based Prognostics for Electronic Products. Trans. Inst. Meas. Control. 31(3–4), 309–322 (2009)CrossRef Pecht, M., Gu, J.: Physics-of-Failure-Based Prognostics for Electronic Products. Trans. Inst. Meas. Control. 31(3–4), 309–322 (2009)CrossRef
41.
go back to reference Băjenescu, T.I.: Realistic reliability assessments in practice. Proceedings of the International Conference on Electrical and Electromechanical Components, Beijing, (P. R. China), May 9–12, 1989 Băjenescu, T.I.: Realistic reliability assessments in practice. Proceedings of the International Conference on Electrical and Electromechanical Components, Beijing, (P. R. China), May 9–12, 1989
42.
go back to reference Băjenescu, T.I.: Evaluating accelerated test data. Proceedings of the International Conference on Electrical and Electromechanical Components, Beijing, (P. R. China), May 9–12, 1989 Băjenescu, T.I.: Evaluating accelerated test data. Proceedings of the International Conference on Electrical and Electromechanical Components, Beijing, (P. R. China), May 9–12, 1989
43.
go back to reference Băjenescu, T.I.: A pragmatic approach to the evaluation of accelerated test data. Proceedings of the Fifth IASTED International Conference on Reliability and Quality Control, Lugano (Switzerland), June 20–29, 1989 Băjenescu, T.I.: A pragmatic approach to the evaluation of accelerated test data. Proceedings of the Fifth IASTED International Conference on Reliability and Quality Control, Lugano (Switzerland), June 20–29, 1989
45.
go back to reference Trew, R.J., Liu, Y., Kuang, W.W., Bilbro, G. L.: The Physics of Reliability for High Voltage AlGaN/GaN HFETapos’s. Proceedings of the IEEE Compound Semiconductor Integrated Circuit Symposium (CSIC), November 2006, 103–106 Trew, R.J., Liu, Y., Kuang, W.W., Bilbro, G. L.: The Physics of Reliability for High Voltage AlGaN/GaN HFETapos’s. Proceedings of the IEEE Compound Semiconductor Integrated Circuit Symposium (CSIC), November 2006, 103–106
46.
go back to reference Vitusevich, S.A., et al.: AlGaN/GaN High Electron Mobility Transistor Structures: Self-Heating Effect and Performance Degradation. IEEE Trans. Device Mater. Reliab. 8(3), 543–548 (2008)CrossRef Vitusevich, S.A., et al.: AlGaN/GaN High Electron Mobility Transistor Structures: Self-Heating Effect and Performance Degradation. IEEE Trans. Device Mater. Reliab. 8(3), 543–548 (2008)CrossRef
Metadata
Title
Zuverlässigkeit diskreter passiver Bauelemente
Author
Titu-Marius I. Băjenescu
Copyright Year
2020
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-22178-2_6