总结分析，以为相关实践及研究提供参考。
【关键词】国产 二次集成电路 主要 失效模式
二次集成电路具有精度高以及稳定性好、抗干扰与抗辐射能力强等特征优势，在各类电子产品生产与制造中设计应用较为广泛，尤其是在军事以及航天等领域，对二次集成电路设计及产品应用需求不断提升。以航天工业生产中所应用的二次集成电路设计产品为例，结合其失效情况来看，在二次集成电路设计产品的生产应用筛选过程以及进行电路可靠性试验阶段，或者是进行制造产品的安装、调试以及设备运行试验等阶段都存在相应失效情况，并且导致其失效发生的原因与生产工艺技术以及使用操作不合理等情况有关。
1 国产二次集成电路的主要失效模式
1.1 因设计与生产工艺引起的二次集成电路失效模式
其中，半导体集成电路芯片失效是二次集成电路失效的主要模式之一，主要表现为二次集成电路内部组合受划伤造成开路或者是由于电路密封性导致的参数变化出现失效情况;此外还包括二次集成电路设计中对电路参数选择不合理，或者是对功率芯片热设计不合理造成击穿或烧毁情况发生引起的失效情况。二次集成电路内部使用半导体集成电路芯片不能预先进行筛选，对内部存在缺陷或参数漂移过大情况电路进行老化剔除，再加上二次集成电路高温存贮与功率老化试验中电路老化容易受到管腿等因素限制，造成参数漂移过大以及稳定性较差的半导体集成电路芯片不能全部被剔除，造成电路失效问题发生等。
其次，二次集成电路的基片断裂失效模式表现为基片脱落以及基片断裂，或者是功率器件热设计不合理引起基片热分布不均，引起功率老化在使用过程中断裂发生，导致失效问题产生。其中，基片脱落造成的二次集成电路失效与其基片面积较大，导致管壳变形或者是粘料不均匀、粘结材料选择不合理等情况下，使二次集成电路产品在早期离心或震动、冲击试验等过程中出现脱落或开裂，引起二次集成电路失效发生。
此外，二次集成电路设计或生产过程中，因设计或生产工艺引起的失效模式，还包括二次集成电路内部组合问题引起的失效情况，其中包括内部键合或者是二次集成电路芯片与片状电阻、电容粘结不牢靠等造成其在试验过程中出现失效情况。同时，二次集成电路设计或生产中，由于芯片或片状电阻、电容粘结中粘料过多导致与相邻导带或电阻产生短路，也会导致二次集成电路失效发生。
最后，二次集成电路设计与生产中，因无源元件或导带等的设计、生产等问题造成的失效模式中，以无源元件设计或生产引起的失效模式为例，主要表现为无源元件的薄厚膜电阻参数漂移，或者是无源元件片状电容器粘結中出现粘结不良或漏电等情况，都会引起无源元件失效发生。其中，无源元件设计或生产中薄厚膜电阻参数漂移导致的失效情况，与电阻化学组分变化（即K+离子等存在导致电阻膜受到腐蚀）以及其生产工艺存在的缺陷等都有一定关系，比如，二次集成电路生产中，无源元件生产加工所采用的电阻调整手段较为落后，造成横截面严重划伤引起使用中阻值过大或者是划伤部位在使用中出现局部烧毁等，都会造成二次集成电路无源元件失效发生。而二次集成电路导带失效与导带设计会生产中图形不整，或者是相邻导带之间存在光刻毛刺导致短路发生、导带薄层内应力或基片表面处理不合理造成开裂等情况因素有很大关系。
除上述情况下，因二次集成电路设计或生产引起的失效模式还包括二次集成电路管壳较大导致封装困难，容易在设计或生产过程中出现管壳漏气等引起失效发生，或者是大功率二次集成电路改制中因分立元件散热问题造成热集中，引起电路失效等。
1.2 因使用引起的二次集成电路失效模式
因使用引起的二次集成电路失效情况，也是二次集成电路失效模式中比例较大的部分，二次继承电路的运输、存贮以及测试、安装焊接、设备调试等各个使用环节中，因使用或操作不当都可能引起相关失效问题发生。比如，在二次集成电路的测试与安装焊接过程中，一旦出现测试或安装焊接操作不正确就会造成电路损伤或烧毁等情况发生，从而导致二次集成电路失效存在。以二次集成电路的测试为例，如果测试过程中出现误插或者是反插、短路等情况问题，就会引起电路出现损伤或发生烧毁，进而造成电路失效;而二次集成电路设备调试阶段，如果存在电源或者是输入信号波动变化较大，就会引起电路击穿烧毁情况发生，或者是在示波器探头端引进高压以及电路相邻管脚出现碰撞短路等，都会导致电路失效发生，对其正常使用造成不利影响。
2 案例分析
2.1 失效案例介绍
某国产大型盾构设备主控制系统板所采用的LT35063A升压DC/DC变换器中控制电路即为典型的国产二次集成电路模式，在实际设计应用中，能够通过少量的外部原件配置，替换该LT35063A升压DC/DC变换器的MC35063A电路，构成集升压、降压与电压反转的DC/DC变换器。如图1所示，即为LT35063A升压DC/DC变换器的电路连接方式。
在进行该大型盾构设备主控制系统板安装中，主控室控制箱内每块控制子板安装使用一片LT35063A，但是，在其中某一块控制子板装配完成后进行加电测试过程中发生电路失效，主要表现为加电测试环节LT35063A输电电压超出系统设计标准，导致控制子板断电保护触发发生电路失效。经对失效电路进行测试发现LT35063A输入电压在从16V降至10V时，输出电压升高至40V至50V之间，而LT35063A输入电压由10V降至5V时，输出电压恢复至36V，并且在不重新上电只调高输入电压下，在LT35063A输入电压高于10V时，输出电压重新出现升高变化后不恢复正常，在输入电压调高至16V情况下，输出电压达到60V，且需要稳定3至5s后才能恢复正常电压值，这一时刻重新上电后输出电压恢复正常。
2.2 原因分析
根据上述电路失效情况，对出现失效的控制子板LT35063A进行拆机更换后显示其故障情况仍无法消除，在此基础上对拆机LT35063A进行复测显示正常工作，由此可判断为控制子板故障导致的LT35063A电路失效。針对这一情况，在确认控制子板电阻以及电容、电感、二极管选型等参数及安装均按照有关设计进行选择设置，同时根据控制子板能够导致LT35063A输出电压升高的电路元件进行拆机测试后，最终显示为1N5819二极管参数与设计要求不符合，因此，在更换1N5819二极管后进行控制子板重新测试显示失效电路正常工作，同时判断该控制子板LT35063A电路失效是由国产1N5819二极管失效引起。而导致1N5819二极管失效的主要原因为供货厂商进行供货前未及时将失效产品进行筛除，再加上控制子板装配环节使用单位未及时进行二极管筛选测试，最终导致在控制子板LT35063A电路加电测试中发生电路失效。
2.3 预防措施
针对上述国产大型盾构设备主控系统板LT35063A电路失效情况及原因，为避免电路失效对设备系统的正常装配使用造成影响，应注意从以下两个方面加强对上述电路失效的预防和控制。首先，针对国产二次集成电路连接元器件，在厂家供货前需要加强对出厂元器件产品的筛选测试，并且筛选测试严格按照国家有关元器件产品标准和规范实施;其次，二次集成电路连接元器件使用单位进行装配使用前，需要对购置元器件进行再次筛选测试，及时对失效元器件产品进行发现，避免造成电路失效。
3 结语
总之，进行国产二次集成电路主要失效模式研究，在对国产二次集成电路的主要失效模式及特征进行把握基础上，能够结合电路设计与实际应用情况，进行相应的问题分析和预防控制，从而促进其在各行业中推广应用。
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