我們前文提到，隨著科學技術的不斷進步，微波組件逐漸被廣泛地應用到航空航天技術、通信技術、電視廣播、雷達等領域中。隨著應用范圍越來越廣，在使用過程中遇到的質量和可靠性問題也日益增多，有些甚至會對生產方和使用方造成巨大的經濟損失。本文就來探討一下微波組件和模塊的主要失效模式和失效原因，以及如何進行優化改進以此來降低失效的概率，提高整機系統的可靠性。

微波組件和模塊的失效分為兩類。輸入或輸出端發生了短路或斷路、無功率輸出、無控制功能這些分為“功能失效”；輸出功率或增益下降、損耗增大、控制能力下降、飽和電流下降這些分為“特性退化”，微波組件和模塊的失效大部分都是功能失效。失效的原因也分為器件本身的質量問題和使用不當造成器件損壞兩大類，器件本身有缺陷則是造成失效的主要原因。

下面我們就從器件本身的質量問題入手分析失效的原因：

1.引線鍵合失效
引線鍵合（Wire Bonding），一種將金屬引線連接到芯片焊盤上，將內外部的芯片連接起來的工藝，以此從核心元件中引入和導出電連接。

引線鍵合失效有多種情況。引線中間發生斷裂一般是引線上存在裂口、彎曲、割口、刻痕等，使得引線的機械強度降低，在鍵合時極易發生斷裂，除此之外如果鍵合點和頸縮點的鍵合工藝處理得很好，整個系統中機械強度最低的點就落在了引線上，也可能會造成引線中間發生斷裂。引線頸部斷裂可能是材料間的接觸應力不當，應力過小會導致鍵合不牢，而應力過大則會影響鍵合處的機械性能，甚至會造成引線根部斷裂失效，損傷下方的芯片。另外如果鍵合工藝力度控制不合理，也會造成引線頸部出現斷裂。除了引線斷裂外，鍵合點脫落也是造成失效的原因。芯片上鍵合區的光刻膠或窗口的鈍化膠未去除干凈形成了絕緣層、芯片金屬化層過薄使得鍵合時無緩沖作用、芯片金屬化層出現合金點使得鍵合時出現缺陷、芯片金屬化層粘附不牢、操作過程中造成表面沾污等等這些因素都會造成鍵合處脫落。

2.芯片缺陷
有源器件、二極管、電容芯片等工藝結構有缺陷，芯片開裂、缺損、沾污等都稱為芯片有缺陷。

3.芯片粘結失效
芯片粘結失效主要是由于粘結質量不好，在工作時芯片散熱性能失效，或者是芯片脫落。影響芯片粘結強度的因素較多，粘接材料、工藝、外殼襯底/基座的質量、芯片表面的粗糙度、芯片表面的潔凈度等等這些都是涉及到的因素。通過選擇粘度更好的裝片粘結材料、優化粘結工藝可以提高粘結質量。比如：對圓片磨削減薄后，會使芯片的粘結面存在細微的硅粉塵，使得芯片本體不能完全與粘結材料接觸，對粘結強度造成影響。圓片減薄后，如果芯片的粘結面太光滑，無法保證粘結材料與芯片的接觸面積，也不利于與粘結材料的螯合。外殼生產過程中清洗不到位，表面留有殘留物或者污濁，或是在儲存過程中吸附了水汽，這些都會使會得粘結受到影響。

4.導電膠失效
導電膠在鍵合處并不起導電作用，而是起到對鍵合點加固保護的作用。導電膠在溫度循環或熱沖擊后，會在溫度作用下產生機械張力，如果鍵合點處鍵合質量差，可能會被拉脫，導致器件回路電阻顯著增大或者直接斷路失效。

5.電感線圈脫落
由于線圈沒有固定，在振動的情況下，可能會發生從鍵合點處振斷并造成斷路的情況，使得器件失效。

微波組件和模塊的失效原因按照占比排名依次是引線鍵合失效、保護膠加固失效、芯片缺陷、芯片粘結失效、電感線圈脫落。其中保護膠加固失效和電感線圈脫落是微波組件和模塊特有的機理缺陷。針對器件的主要失效原因進行工藝改進可以提高產品的質量和可靠性。使用者在上機前采用針對性的檢驗手段進行預先的質量評估，剔除故障缺陷的器件，可以預防微波組件和模塊在使用時發生失效，提高整機的可靠性，避免造成嚴重經濟損失。

關于微波組件和模塊失效的分析就到這里，若有不當之處歡迎各位朋友予以指正和指教；若與其他原創內容有雷同之處，請與我們聯系，我們將及時處理。如果您想了解如何保證微波組件和模塊的可靠性，還可以移步到我們之前的文章《真空回流焊爐/真空焊接爐——微波組件模塊的組裝》，里面詳解了如何在生產過程中最重要的組裝環節保證其可靠性。若您有微波組件和模塊的組裝需求，我司的真空回流焊/真空共晶爐也能滿足工藝需求，可與我們聯系共同討論，或前往我司官網了解。

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