混合集成电路（HIC）的主要失效模式包括厚薄布线基板及互连失效、元器件与布线基板焊接／黏结失效、内引线键合失效、基板与金属外壳焊接失效、气密封装失效和功率电路过热失效等。

一、HIC的失效类型

混合集成电路的失效，从产品结构上划分失效主要分为两大类：组装、封装互连结构失效、内装元器件失效。其中，组装互连结构是指电路中元器件与基板之间形成的电连接互连点和互连线；封装互连结构是指电路整个的封装体，包括气密性金属壳封装、塑封；内装元器件是指功能电路中所有的有源器件和无源元件。

由GJB／Z 299C—2006《电子设备可靠性预计手册》统计的混合集成电路主要失效模式分为封装失效（30．8％）、偶然失效（23．3％）、过电应力（14．2％）、开路（13．1％）、输出退化（9．3％）、短路（9．3％）。

若从失效定位区分，失效模式分为芯片失效（31％）、引线键合失效（23％）、多余物／沾污（22％）、基板失效（9％）、外壳密封（6％）、芯片黏结（2％）、其他（7％）。

以失效时间长短来界定混合集成电路表现的失效模式可归类为两种：瞬间的过应力失效和长时间过程的退化性失效，这两种失效分别与四种载荷应力相关—温度应力、机械应力、湿度应力和电应力。混合集成电路失效机理及四种相关载荷见表1。在不同的外部载荷下，混合集成电路的不同部位有可能发生不同的失效机理，相关的失效部位、失效机理及载荷见表2。

表1 混合集成电路失效机理及四种相关载荷

表2 混合集成电路失效部位、失效机理及载荷

二、厚膜、薄膜基板及互连失效

作为混合集成电路内部承载元器件并保证其功能电互连的厚膜、薄膜成膜基板，其失效约占混合集成电路总失效的9％，包括机械损伤失效和电气性能失效。

1．陶瓷基板失效

陶瓷基板的主要失效模式为基板开裂，原因是外部作用应力大于陶瓷基板固有的抗拉强度或因为陶瓷基板存在潜在缺陷而降低了基板抗开裂的能力。导致基板开裂的作用应力可能为机械冲击力和温变应力。产生这些作用应力的原因可能是产品跌落产生的机械冲击力、锡焊操作带来的热冲击、基板翘曲不平引起的额外应力、基板与金属外壳和黏结料之间热失配产生的横向拉伸应力、基板内部缺陷造成的机械应力或热应力集中、基板钻孔和基板切割局部微裂造成的潜在损伤等。基板的热膨胀系数应与表面的厚膜元件材料和表贴元器件相接近，否则在变化温度作用下，由于热膨胀系数失配，易造成膜元件和表贴元器件的开裂，也可能对厚膜电阻的温度系数带来很大影响。

2．厚膜导体互连失效

厚膜导体互连的主要失效模式有因金属厚膜与基板附着不良而导致脱落、金属厚膜间发生电化学迁移短路以及与焊料结合的金属厚膜开裂断路。其失效机理及原因包括：

（1）由于陶瓷基板表面的有机残留或玻璃相过多，导致厚膜导体层附着力下降甚至脱落。

（2）覆盖了Pb－Sn焊料的Pd－Ag导体，经130℃长时间作用后，由于锡元素大量向导体扩散形成锡合金，造成厚膜导体与基板间的附着力下降。

（3）含银类厚膜导体容易发生银离子迁移，造成相邻导体间短路。如厚膜Pd－Ag、Pt－Ag导体，在潮气和外加电场作用下，银离子通过潮气层迁移，形成枝晶状迁移物，使相邻导体之间绝缘电阻下降、漏电流增加，甚至发生短路、电弧现象。

（4）Pd－Ag导体与片式元件用Pb－Sn焊料焊接后，在温度循环试验后，Pd－Ag导体在焊点尾部出现纵向开裂，其机理是Pb－Sn焊料中的锡元素大量向Pd－Ag导体扩散，形成较脆性的Ag2Sn金属间化合物，导致厚膜导体在温循应力下断裂。