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第1章 引言：MEMS可靠性1

参考文献5

第2章 寿命预测6

2.1引言6

2.2可靠性数学方法6

2.3可靠性分布7

2.3.1浴盆曲线7

2.3.2指数分布8

2.3.3韦布尔分布9

2.3.4对数正态分布12

2.3.5加速因子14

2.3.6寿命单位16

2.4实例研究17

2.4.1 TI公司的数字微镜器件17

2.4.2实例研究：AD公司的加速度计21

2.4.3实例研究：RF MEMS24

2.5小结29

参考文献30

第3章 失效模式和失效机理：MEMS中的失效模式和失效机理32

3.1引言32

3.2设计阶段的失效模式33

3.2.1功能失效模式33

3.2.2 MEMS材料失效模式42

3.2.3非分析条件48

3.3制造中的失效模式49

3.3.1前端工艺缺陷49

3.3.2后端工艺失效58

3.4.小结60

参考文献60

第4章 使用中失效64

4.1引言64

4.2机械失效模式64

4.2.1断裂65

4.2.2抗机械冲击性68

4.2.3振动84

4.2.4蠕变86

4.2.5疲劳89

4.3电失效模式93

4.3.1 MEMS的充电93

4.3.2电击穿及ESD105

4.3.3电迁移112

4.4环境113

4.4.1辐照113

4.4.2硅的阳极氧化及电化腐蚀120

4.4.3金属腐蚀125

4.5小结129

参考文献129

第5章 失效根源及分析137

5.1介绍137

5.2失效模式及影响分析（FMEA）137

5.2.1风险优先数（RPN）等级138

5.2.2 RFMEA例子138

5.3 RFMEA失效模式案例研究140

5.3.1 RFMEA预防措施：可靠性设计、镜面曲率匹配140

5.3.2 RFMEA预防：曲率测试142

5.3.3 RFMEA预防：进行加速热试验，对比预测值，比较曲率半径变化144

5.3.4生产过程中RFMEA方法的执行145

5.4寻找失效根源的失效分析工具146

5.5失效分析方法146

5.5.1激光多普勒测振仪（LDV）146

5.5.2干涉仪148

5.5.3扫描电子显微镜（SEM）149

5.5.4电子束散射探测仪（EBSD）150

5.5.5电子透射显微镜（TEM）151

5.5.6聚焦离子束（FIB）152

5.5.7原子力显微镜（AFM）153

5.5.8能量散射X射线分析（EDS、EDX、EDAX）155

5.5.9俄歇电子分析156

5.5.10 X射线光电子能谱（ESCA/XPS）158

5.5.11飞行时间二次离子质谱仪（TOFSIMS）160

5.5.12傅里叶变换红外光谱（FTIR）160

5.6小结161

参考文献162

第6章 试验和鉴定标准164

6.1介绍164

6.2 MEMS测试164

6.2.1 MEMS器件的分类165

6.3 MEMS测试设备166

6.3.1用于振动测试的振动台166

6.3.2可变形镜面的光学测试167

6.3.3动态干涉仪168

6.3.4 MEMS光学开关测试系统170

6.3.5激光多普勒测振仪／频闪视频系统172

6.3.6 Sandia微机械可靠性大批量测试173

6.4质量标准及质量鉴定173

6.4.1 Mil-Std-883（目前是H版）177

6.4.2 Mil-Std-810（目前是G版）180

6.4.3 Telcordia标准182

6.4.4汽车标准183

6.5 MEMS质量鉴定试验184

6.5.1配置在气囊上的AD加速度计184

6.5.2 Motorola MEMS压力传感器186

6.5.3例子：空间和军事领域的质量认证188

6.6小结189

参考文献190

第7章 持续改进：提升可靠性的工具和技术192

7.1合格率与可靠性的关系192

7.2合格率提高技术194

7.2.1可制造性设计（DfM）194

7.2.2测试设计（DfT）199

7.2.3工艺和封装集成201

7.2.4合格率模型202

7.3可靠性提升203

7.3.1工艺稳定性和重复性203

7.3.2产品鉴定209

7.4可靠性设计（DfR）212

7.5小结214

参考文献214

主题词索引218