失效機理與損傷模型

1、失效機理與損傷模型作者:Abhijit Dasgupta，Michael Pecht and Ji Wu美國馬里蘭大學CALCE電子產(chǎn)品與系統(tǒng)中心! h+ o2 z! A8 b+ Q  ( Q! Z6 B* j概念. p3 x' E( K# v! L9 2 k工程系統(tǒng)發(fā)生的失效是由某種特定原因導致的，不管這些失效原因是否預見，大多數(shù)失效原因是與用戶的特定操作相關的。) X6 t' w0 E3 I' G! g6 S/ D* h  X/ k失效主要來自于制造商對用戶需求和期望的忽視和/或輕視、設計不當、物料選擇與管理不當或物料組合不當

2、、制造或組裝工藝不當、缺乏適當?shù)募夹g、用戶使用不當和產(chǎn)品質量失控等。/t)_7XI.E)D，/t3e-R失效是一個復雜的概念，其有關的四個簡化概念模型是：應力強度，損傷韌性，激勵響應，和容限規(guī)格。特定的失效機理取決于材料或結構缺陷、制造或組裝過程中導致的損傷、存儲和現(xiàn)場使用環(huán)境等。7 F$ t) * t* t% : b/ ) d& r$ V$ a影響事物狀態(tài)的條件統(tǒng)稱為應力（載荷），例如機械應力與應變、電流與電壓、溫度、濕度、化學環(huán)境和輻射等。影響應力作用的因素有材料的幾何尺寸、構成和損傷特性，還有制造參數(shù)和應用環(huán)境。* z+ * j8 D" u# i+ o4 R術語應力（載

3、荷），如在總結及結論中所定義的，它涵蓋內容非常廣泛。術語環(huán)境是各種應力的綜合作用，同樣，它內容也非常廣泛。失效的概念模型一般認為失效是一種二元狀態(tài)，即某件東西壞了或沒壞；然而大多數(shù)實際失效要比這復雜得多。失效是以下兩者的交互作用綜合體的結果：a.作用在系統(tǒng)上或系統(tǒng)內的應力；b.系統(tǒng)的材料/組件。交互作用涉及到的每個變量通常認為是隨機的，因此，要正確地理解系統(tǒng)可靠性，就需要充分理解材料/組件對應力的響應，以及每個變量的可變性。2 k5 y3 G7 o- E# j. ( l- A失效的四個簡化概念模型定義如下：+ D4 B) n, ; 7 |7 g7 s5 R2 E( G- l1.應力強度。當且僅

4、當應力超過特定強度時，物體才會失效。一個未失效的物體就像新的一樣。如果應力沒有超過強度，應力無論如何都不會對物體造成永久性的影響。這種失效模式更多地取決于在環(huán)境中關鍵事件的發(fā)生，而不是時間或循環(huán)歷程。強度經(jīng)常被視為隨機變量?？捎糜谶@一模型的例子是：a.鋼棒受拉應力；b.在晶體管發(fā)射極-集電極之間施加電壓。5 ! O: D& y. r5 D/ t5 p: s2.損傷韌性。應力可以造成不可恢復的累積損傷，如腐蝕、磨損、疲勞、介質擊穿等。累積損傷不會使產(chǎn)品使用性能下降。當且僅當損傷超過韌性時，也就是損傷累積到物體的韌性極限時，物體才會失效。當應力消除時，累積損傷不會消失，雖然有時可以采用退火

5、。韌性經(jīng)常被看作為隨機變量。3.激勵響應。如果系統(tǒng)的一個組件壞了，只有當該組件被激勵（需要）時才發(fā)生響應失效，并暴露它是壞了，并導致系統(tǒng)失效。一個生活中常見的例子就是汽車中的緊急剎車裝置。大多數(shù)計算機程序（軟件）失效都屬于這種類型，電話交換系統(tǒng)也與這種失效模式類似。這種失效模式更多地取決于環(huán)境中的關鍵事件何時發(fā)生，而不是時間或循環(huán)歷程。當這種失效模式的失效在系統(tǒng)中很少發(fā)生時，通常就很難判斷到底是激勵不當，或的確屬于某種失效。* Z; . ?9 j2 o/ 5 O7 |( W4.容限規(guī)格。該模型用于當且僅當容限在規(guī)格范圍內時，系統(tǒng)的性能特征才能符合要求，也就是失效發(fā)生時，系統(tǒng)名義上在工作，但工作

6、狀態(tài)不佳。這一模型的例子有復印機、測量儀器。任何存在性能質量漸進退化的部件或系統(tǒng)，都可以用該模型來表示。本文介紹了各種可以使材料特性退化的失效機理，這種退化可以引起由于以上介紹的四種概念模型中的一個或多個導致的產(chǎn)品失效。失效機理* - B) C" t7 c. E. o失效機理是導致失效的物理、化學、熱力學或其他過程。該過程是應力作用在部件上造成損傷，最終導致系統(tǒng)失效。本質上，它是上面介紹的概念模型中的一個或多個導致的。為了開發(fā)可靠的產(chǎn)品，必須要了解產(chǎn)品潛在的失效機理。如果能用模型來量化描述相關失效模式，就可以促進產(chǎn)品設計原則方針的開發(fā)。因此，識別系統(tǒng)在生命周期過程中所受的應力所激發(fā)的

7、各種失效機理是很必要的。在本文中，失效機理被概括分為過應力機理和磨損機理。" o8 D: d' a+ c) j( N# B9 Y表1列出了可能發(fā)生失效的一般失效機理，表中包括了常見失效機理，而未列出主要在晶圓級集成電路中發(fā)生的失效過程，如介電擊穿、熱載流子、慢俘獲、表面電流擴散、電遷移等。要盡量避免使用"隨機失效"這個詞，因為這個詞經(jīng)常被誤解且/或被誤用來表示"沒有原因"。我們通常需要用隨機分布和過程來量化我們對于失效機理所涉及的應力、材料/組件和其它變量的無知。但是如果我們不了解這些變量，例如，a.系統(tǒng)的幾何和材料特性；b.在制造、存

8、儲、操作、周轉、測試、使用和維修過程中所施加的應力，就不能量化失效的這些隨機特征。應力類型對失效機理進行分類的另一種方法，就是基于觸發(fā)失效機理的應力類型：機械、熱、電、輻射和化學。這樣分類并不完整，各類之間也不完全獨立，而僅僅是為了方便討論。機械失效是指由彈性變形和塑性變形、翹曲、脆性斷裂和形變斷裂、疲勞斷裂萌生和擴展、蠕變和蠕變斷裂導致的失效。許多其它類型的失效機機理會最終導致機械失效，同時機械失效（如線纜斷裂）會導致電氣失效熱失效是指當組件加熱到超過其臨界溫度，如玻璃化轉換溫度、熔點或閃點時發(fā)生的失效。熱膨脹和熱收縮會產(chǎn)生機械應力% m+ M/ g1 W+ O- E" R9 i/

9、 x! T  J電氣失效是指由靜電放電、介質擊穿、節(jié)點擊穿、熱電子注入、表面俘獲和體俘獲、表面擊穿等引起的失效輻射失效是由放射性污染物和二次宇宙光所引起的失效- N- S9 E* E  Q6 - g3 Q化學失效是指由化學環(huán)境引起腐蝕、氧化和表面離子枝晶生長等的失效通常各種應力存在交互作用，如：# 9 R; J0 l" T由于在熱應力作用下產(chǎn)生熱膨脹不匹配，從而引起機械失效應力輔助作用下的腐蝕4 R( a5 a8 |& y應力-腐蝕斷裂場致金屬遷移溫度引起對化學反應的加速# G9 k" Z6 s( j8 b6 % M) |不是

10、所有的失效機理都與任何一個特定的系統(tǒng)相關。+ C2 z& & J4 A/ |0 ' J3 i過應力失效機理和磨損失效機理在下面進行概述。) v: x( C' e5 d( C, 9 K2 Z3 Q) ?過應力失效機理大彈性變形" d; J  z0 f' u, S: M$ S0 S當發(fā)生過大的彈性變形時，會發(fā)生失效，尤其是過應力作用在細長結構上。這種失效需要使用有限變形彈性力學的非線性理論進行分析。需要注意這一種類型失效可能對高精度結構造成問題，如太空鏡、太空天線；或大柔性結構，如太空天線、太陽電池板。它們如果產(chǎn)生大變形會觸發(fā)物

11、體產(chǎn)生不穩(wěn)定的振動模式。在電子封裝中發(fā)生大彈性變形的例子包括：鍵合絲(bond wires)的大柔性變形會導致間隙串擾和/或短路，柔性板的大柔性變形會在焊端和焊點上產(chǎn)生應力。屈服4 J0 P. 3 v9 y! 3 p如定義所示，對一個組件施加的應力超過其屈服強度時，就會產(chǎn)生不可回復的塑性應變，即永久變形。根據(jù)應用條件不同，這種永久性的變形可能不會成為失效。這種現(xiàn)象通常發(fā)生在金屬組件上，有些金屬表現(xiàn)出很好的塑性，有些則表現(xiàn)出明顯的應變硬化。機械組件如凸輪、齒輪、軸承通常會進行熱處理以提高它們的屈服強度，以防止產(chǎn)生塑性變形。電子封裝也會產(chǎn)生屈服，電子封裝的金屬部件如焊料、鍵合絲、鍍銅過孔(copp

12、erplatedvias)和金屬化層(metallization)，在熱機械應力作用下都可能產(chǎn)生屈服。翹曲$ h, ! q. p" C6 Y; L* E翹曲是由于細長結構在壓應力作用下，突然喪失了彈性穩(wěn)定性而導致的。臨界翹曲應力是材料特性（如剛性）和結構參數(shù)（如長度直徑比）綜合作用的結果。用數(shù)學公式來表示，翹曲可以表述為沿著不穩(wěn)定路徑正交于初始變形模式的形變，它可以用本征值理論和/或雙態(tài)理論模擬。翹曲是土木工程結構中受壓力作用的柱狀結構、航天器硬殼式機身和機翼機構中受剪切作用的面板的常見設計問題。在電子封裝中，翹曲現(xiàn)象發(fā)生在由于與基板的熱膨脹不匹配導致薄膜的起皺、由于未對準插件的插力

13、過大導致器件引腳變形塌陷。脆性斷裂! h/ E# 3 K# N在脆性材料（也就是那些在斷裂前表現(xiàn)出很少的屈服和非彈性的材料）中，局部微小的瑕疵可能造成尖銳的應力集中。對脆性材料施加過大的應力時，會在主要的微瑕疵處產(chǎn)生突然災難性的裂紋擴展，從而導致失效。0 e% f" u7 ' U' I( L基于局部應力的失效判據(jù)是不可行的，因為不論材料所受遠場平均或者公稱應力水平高低，對瑕疵或裂紋的尖部采用線彈性分析預測到的應力都是無窮大的。因此，斷裂失效機理基本的方法是預測能夠使局部裂紋擴展的遠場應力水平。& K7 H4 Z7 4 q$ V當尖銳的脆性裂紋擴展時，結構的彈性

14、能總量會改變，這一彈性能總量可以與產(chǎn)生新斷裂表面所需要的能量進行比較，從而計算出能導致結構產(chǎn)生局部裂紋擴展的平均的遠場應力水平（在沒有裂紋的情況下）。; f+ m# + j% i Griffith的分析和試驗證明：失效不僅與所施加的遠場應力大小有關，也與瑕疵大小有關。因此，需要用一種新的衡量方法來評估應力的嚴重性。應力強度因子就是這樣一種評估方法，因為它的大小取決于所施加應力和瑕疵大小。這樣，根據(jù)脆性材料失效時的臨界應力強度因子，就可以評價材料的斷裂剛性。+ |8 7 c) / S7 Q: 在強化金屬和陶瓷中發(fā)生的類似脆性斷裂可能導致失效，熱固聚合體會由于脆性裂紋發(fā)生大規(guī)模的微裂紋和龜裂。在電

15、子封裝中，脆性斷裂常見例子是玻璃密封膠和硅片材料產(chǎn)生裂紋。脆性斷裂也會發(fā)生在延展性材料如焊料所形成的脆性金屬間化合物上。形變斷裂當裂紋尖部在過應力作用下產(chǎn)生塑性變形時，脆性斷裂的線彈性理論就不適用了，應力強度因子的概念也沒有了物理意義，同時也不能用來描述材料的斷裂剛性。然而，Griffith的能量概念仍然適用，可以用來計算裂紋尖部的能量釋放率，同時也可以用來預測形變斷裂。在機械工程中，對于高溫應用的相對塑性材料，這種基于能量的方法是通用的，如在發(fā)動機力的燃燒室使用的材料，它在裂紋尖部處的塑性變形和蠕變是不能被忽視的。在電子封裝中，形變斷裂這種情況可能發(fā)生在塑性非彈性材料中，如焊料、鋁金鍵合絲。

16、界面粘附失效5 Z: N1 i% f# f: V$ x" y7 w界面粘附失效發(fā)生在兩個相互粘附材料界面上。相互擴散作用可提高兩種不同材料之間界面粘接強度。界面強度取決于界面的化學和機械特性。在界面上發(fā)生粘附失效是需要做功的，粘附是一種衡量在分離前可以在界面上轉移的最大機械功。分離兩個材料的界面所需的功包括粘附功、兩個粘附材料進行彈性非彈性變形所需要的功。從試驗角度，界面粘附強度通常用兩種材料之間的電子粘合能來描述，它是兩種材料的唯一特性。從實際機械應用角度，界面機械強度是以單位連續(xù)體長度上的界面斷裂韌度來衡量的，由于它是兩種材料界面間的特性，具有唯一性，對于不同材料組合，可以在實驗

17、室測量得到。- z& G2 j) o6 a2 A. t- ?在機械工程應用中，最常見的例子就是在鍵合點和層壓材料處的粘附失效。在電子封裝中，常見的例子是硅片和粘附材料界面、鍵合絲和鍵合盤之間的界面失效。磨損失效機理- l- V) W7 C$ t* a+ V. G一般地，在機械、結構和設備中，磨損、腐蝕和疲勞是磨損失效的主要原因。磨損和腐蝕在幾千年前大家就都知道，疲勞是上世紀才被大家認識到的。. K& g# G' F. C疲勞裂紋萌生0t.v:c#e44r*E當對材料施加循環(huán)應力時，由于損傷的累積，材料失效發(fā)生時所承受應力遠低于材料的最大拉伸強度。疲勞失效開始時，會萌生很

18、小的、只能用顯微鏡才能觀察到的微裂紋，其位置通常在材料的不連續(xù)點或材料的缺陷處，這些地方會導致局部應力或塑性應變集中，這種現(xiàn)象稱作疲勞裂紋萌生。由于應變振幅較大而在103104個循環(huán)內就發(fā)生的疲勞失效，一般叫低周期疲勞。高周期疲勞是指較低應變或應力振幅、在103104個循環(huán)后才發(fā)生的疲勞失效。材料的疲勞特性可以用（平均）應力壽命（S-N）曲線或（平均）應變壽命曲線來描述，同時用概率因子來補充，這些曲線繪制了應力或應變振幅與失效時應力反向的平均數(shù)量的關系，或應力或應變振幅與物體具體失效比例的關系。在工程設計中，疲勞是最難以解決的問題之一，從旋轉式軸承和擺動式部件失效，到航天器、船舶和大型土木工程

19、結構如橋梁和建筑物的失效，在電子封裝中，焊點、鍵合絲和鍍銅過孔等經(jīng)常遇到疲勞問題。疲勞裂紋擴展一旦裂紋開始萌生，在循環(huán)應力作用下，裂紋就會穩(wěn)定地擴展，直到在所施加應力振幅作用下變得不穩(wěn)定為止。裂紋擴展速度是一種材料特性，同時它與應力強度因子的循環(huán)范圍或能量釋放速率相關。為保證組件設計安全性，不應讓其達到疲勞裂紋擴展壽命，但是在工程部件和結構中，如橋梁、船舶和航天器機身，裂紋擴展特性可以被用來制定檢測和維修計劃。在電子封裝中，硅片材料會有此類失效。擴散擴散是指材料中的原子、分子或離子遷徙到另一種材料體相中去的能力，它與時間相關。從原子或分子角度，在固態(tài)的擴散是原子或分子從一個晶格到另一個晶格的遷

20、徙，原子必須有足夠的能量掙脫原晶格吸引力，同時在另一個晶格重組，這一能量就是激活能。液態(tài)時，由于原子和離子具有高移動性，擴散速度較快，并主要取決于濃度梯度。這樣擴散就是一種磨損機理，擴散率是一種材料特性，它可以在實驗室測量得到。失效機理如腐蝕、蠕變、枝晶增長、電遷移、相互擴散和脫氣，通常都是由擴散現(xiàn)象驅動的。在機械、土木或航空工程應用中，擴散通常不是主要失效機理，當然其間接導致的蠕變和腐蝕除外。擴散現(xiàn)象在電子封裝中較為重要，如用來評估潮氣通過封接面(seals)進入封裝體，和通過塑封體本身進入封裝內，無論從密封角度，還是潮濕機械應力和潮氣引起的汽化膨脹角度考慮，潮氣擴散都是有害的。% g1 8

21、 t) c, ( Y) _2 G6 L1 O擴散現(xiàn)象也會降解和老化材料，如互連中的多晶鋁產(chǎn)生電遷移，密封、粘附和印制電路板的常用高分子聚合物材料（如聚酰亞胺或環(huán)氧樹脂）。相互擴散當兩種不同的材料在一個界面上緊密接觸時，通過擴散，一種材料的分子可以遷徙到另一種材料中，反之亦然。這種現(xiàn)象就叫相互擴散，它形成了界面粘附。然而，如果兩種材料的有效擴散率不同，其中一種材料將出現(xiàn)原子耗損空位，從而導致Kirk end all空洞。由于擴散是隨時間而變化，所以Kirk end all空洞也是隨時間變化的。當兩種不同材料是通過擴散連接在一起，那這種失效可能成為隱患。在電子封裝中，一個常見的例子就是在鍵合點中，

22、金會浸入到鋁中導致紫斑(purple plague)。蠕變當環(huán)境溫度較高，并有在機械應力作用下，有些材料如熱塑性聚合體、焊料和許多金屬都會發(fā)生隨時間而變化的變形，這主要是由于位錯上升機理和聚合物鏈再定位（自擴散），或者是由于晶界滑移晶格間晶格內的空位遷徙（晶格界面擴散）導致的。! M" E! z+ p; Z9 u每種蠕變機理所需的激活能都是一種材料特性，并與溫度相關。這樣在同一材料中，不同溫度下會有不同的蠕變機理發(fā)生，有時會同時發(fā)生一種以上的蠕變機理。金屬在高溫條件下應用時，常常需要考慮蠕變設計，如在發(fā)電廠燃燒爐排氣爐、核反應壓力艙渦輪中使用的材料。熱塑性聚合體在較低溫度下也會出現(xiàn)蠕

23、變問題。在電子封裝中，焊點和印制電路板基材在焊接溫度條件下就會出現(xiàn)蠕變。腐蝕! z7 P+ e3 K+ g( O腐蝕是材料化學或電化學降解的過程。腐蝕的常見形式是均勻腐蝕、原電池腐蝕和坑蝕。腐蝕反應速度取決于父材料、離子污染物的電解液、幾何形狀因素和局部電偏壓。9 S& m) X" T# z均勻腐蝕是均勻地發(fā)生在整個金屬電解液的化學或電化學的反應，腐蝕過程的連續(xù)性和腐蝕速度取決于腐蝕材料的特性。如果腐蝕材料可溶于水，那它可以被洗刷掉，這樣露出新鮮金屬從而發(fā)生進一步的腐蝕。如果腐蝕材料形成一層不溶于水、無孔性的附著層，它就可以控制腐蝕速度并最終使腐蝕停止。& m9 ?&

24、amp; x! I+ z4 Q$ P* x/ R原電池腐蝕發(fā)生在兩個或兩個以上不同的金屬相互接觸時。每種金屬都有唯一的電化學勢，所以，當兩種金屬接觸時，電化學勢高的金屬就變成了陰極（該處發(fā)生還原反應），另一種金屬就成為陽極（該處發(fā)生氧化反應，或腐蝕），這樣就形成了原電池效應。原電池腐蝕速度取決于陽極的電離速度（即陽極材料溶入溶液的速度，同時也取決于兩個接觸金屬材料之間的電化學勢差）。勢能差越大，原電池腐蝕的速度就越高。因為電荷是守恒的，所以原電池腐蝕速度也取決于陰極反應的速度。陰極與陽極的面積比也對原電池腐蝕有很大的影響。- R3 e3 # y  a* u& k/

25、m坑蝕在局部區(qū)域發(fā)生，并形成凹坑。這種在坑內的腐蝕情況加速了腐蝕過程，隨著陽極的陽離子進入到溶液中，它們進行水解并形成氫離子，這就提高了坑內的酸度，從而破壞了附著的腐蝕材料，進而暴露出更多的新鮮金屬受到腐蝕。由于坑內氧氣含量較低，陰極還原反應只會在坑口發(fā)生，這樣就限制了坑的橫向擴展。  J! O& F0 W5 ?  ?# S表面氧化是另一種在金屬材料中常見的腐蝕類型，它取決于氧化物形成的自由能。例如，鋁和鎂氧化的驅動力很大，但銅、鉻和鎳的氧化驅動力就要小得多。氧化層的特性通常決定了繼續(xù)腐蝕的速度，因為表面上稠密的氧化層可以充當內部材料的保護層的作

26、用，而不像多孔性、低密度的氧化層，這些氧化層提供的保護特性有著明顯區(qū)別。腐蝕在所有工程結構中都是一個非常普遍性的問題，尤其是那些惡劣化學環(huán)境下的工程結構，如化學工程處理設備，在鹽霧環(huán)境下的海軍設備，海上石油鉆塔和橋梁等。在電子封裝中，所有有金屬的地方都有可能發(fā)生腐蝕，需要特別小心。許多腐蝕問題都得到很好地研究，同時它們也有明確的預防措施。然而腐蝕失效還繼續(xù)存在，許多腐蝕問題是由于違反了基本原理而導致的。應力腐蝕斷裂應力腐蝕斷裂是由于材料同時承受機械應力和腐蝕現(xiàn)象作用，而同時出現(xiàn)斷裂和腐蝕兩種機理相互影響的結果。它是由于在腐蝕發(fā)生的表面缺陷處存在應力集中（可量化為應力強度因子），當應力集中達到一

27、臨界值時，機械斷裂就出現(xiàn)了。雖然在這樣的缺陷處的確存在應力集中，但在惰性環(huán)境下，應力是不會超過材料發(fā)生機械斷裂所需的臨界值的。所以從本質上說，應力腐蝕降低了材料的斷裂強度，這個過程是互相促進的，也就是說，機械和化學力的共同綜合作用導致了裂紋的擴展，如果只一個力單獨作用，是不會出現(xiàn)同樣的結果的。枝晶生長/枝晶生長從本質上看就是一個電解過程。它可以通過電偏壓試驗觀察到，試驗中可以看到金屬從陽極區(qū)域遷移到陰極區(qū)域，并在此處形成枝晶。金屬遷移導致在相連區(qū)域形成漏電流，如果發(fā)生了完全相連那就形成了短路（遷移電阻短路）。雖然銀遷移的報道很多，但根據(jù)環(huán)境條件不同，許多的其它金屬如鉛、錫、鎳、金和銅都會發(fā)生遷

28、移。金屬遷移取決于：金屬、冷凝水或離子種類、電壓等的存在。首先，已知的能呈現(xiàn)金屬遷移的金屬（鉛、錫、鎳、金、銅、銀）要暴露在大氣中，由于遷移現(xiàn)象是電解過程，所以必要條件就是需要有導電媒介，即含有溶解性離子的水，離子種類可以是雜質，如氯化物或腐蝕過程的產(chǎn)物，最后，需要產(chǎn)生金屬遷移的驅動力是電位差。磨損$ h3 A  ?$ t1 o" f* 磨損是在接觸力作用下，兩個相互接觸的表面經(jīng)歷相對滑移運動而產(chǎn)生的材料侵蝕。磨損可以是粘附、研磨、或在液體冷卻部件上由于氣穴現(xiàn)象而導致冷管的液體侵蝕。磨損率通常是一種材料特性，同時它與材料硬度直接相關。對材料表面進行處理以提高硬度，

29、并提高耐磨損性。磨損侵蝕可以導致材料的均勻脫落，如往復式內燃機發(fā)動機中的活塞環(huán)的磨損、噴沙或噴丸處理的除銹等。另一方面磨損侵蝕也可能是不均勻的，如齒輪表面的凹坑等。在傳送液體的管道發(fā)生的氣穴現(xiàn)象磨損可能生成非均勻的凹坑。粘附腐蝕在電子封裝中的連接器嚙合面較為常見。輻射損傷6 F. N7 r" i. ' q) 粒子輻射在航天環(huán)境如衛(wèi)星、太空船、高海拔航天器，和陸地環(huán)境如核能、粒子研究設施中較為常見。輻射損傷可分為兩種形式：a.機械失效機理；b.更為嚴重的電子損傷機理。機械失效機理是輻射脆變；電子現(xiàn)象更多的是一種不可預測的過應力和由單個輻射離子穿過超大規(guī)模集成（）電路而產(chǎn)生的軟錯誤。  y" # i3 K8 o$ L1 W,