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1、Quality&Satisfy深圳德信誠經(jīng)濟咨詢有限公司失效分析步驟與方法內(nèi)容提要基本概念失效分析的目的和作用失效分析的一般步驟失效分析技術(shù)介紹失效機理的分析案例注意事項Q&A一、基本概念失效器件性能發(fā)生劇烈的或是緩慢的變化,這些變化達(dá)到一定程度,器件不能正常工作,這種現(xiàn)象叫做失效。失效模式指失效的表現(xiàn)形式，一般指器件失效時的狀態(tài)，如開路、短路、漏電或參數(shù)漂移等。失效模式的分類按失效的持續(xù)性致命性、間歇性、緩慢退化按失效時間早期失效、隨機失效、磨損失效按電測結(jié)果開路、短路、漏電、參數(shù)漂移失效機理失效
2、的物理和化學(xué)根源叫失效機理。物理和化學(xué)根源包括：環(huán)境、應(yīng)力和時間，環(huán)境和應(yīng)力包括溫度、濕度、電、機械等失效的物理模型應(yīng)力-強度模型認(rèn)為失效原因是由于產(chǎn)品所受應(yīng)力超過其極限強度，此模型可解釋EOS、ESD、Bodycrack等。應(yīng)力-時間模型認(rèn)為產(chǎn)品由于受到應(yīng)力的時間累積效應(yīng)，產(chǎn)品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，達(dá)到一定程度時失效，此模型可解釋材料的歐姆接觸電阻增大，電壓隨時間衰降，焊接部分的熱疲勞現(xiàn)象等。二、失效分析的目的及作用目的找出器件失效的物理和化學(xué)根源，確定產(chǎn)品的失效機理作用獲得改進(jìn)工藝、提
3、出糾正措施，防止失效重復(fù)出現(xiàn)的依據(jù)確定失效的責(zé)任方，避免不必要的損失賠償評估產(chǎn)品的可靠度三、一般步驟1、收集失效數(shù)據(jù)2、烘焙3、測試并確定失效模式4、非破壞性分析5、DE-CAP6、失效定位7、對失效部分進(jìn)行物理化學(xué)分析8、綜合分析，確定失效原因，提出改善措施1、失效數(shù)據(jù)收集作用：根據(jù)失效現(xiàn)場數(shù)據(jù)估計失效原因和失效責(zé)任方失效現(xiàn)場數(shù)據(jù)的內(nèi)容失效環(huán)境：潮濕、輻射失效應(yīng)力：過電、靜電、高溫、低溫、高低溫失效發(fā)生期:早期、隨機、磨損失效歷史：以往同類器件的失效狀況2、烘焙對于一些經(jīng)過潮濕環(huán)境下失效，或從其電
4、性上表現(xiàn)為漏電大或不穩(wěn)定的器件，有必要進(jìn)行烘焙后測試方法：溫度：150℃常壓時間：4小時以上3、電性測試及確定失效模式不同與質(zhì)量檢驗為目的的測試，采用非標(biāo)準(zhǔn)化的測試方法，可以簡化．包括引腳測試和芯片測試兩類可以確定失效的管腳和模式，但不能確定失效的確切部位4、非破壞性分析定義：不必打開封裝對樣品進(jìn)行失效分析的方法，一般有：顯微鏡的外觀檢驗X-RAY檢查內(nèi)部結(jié)構(gòu)C-SAM掃描內(nèi)部結(jié)構(gòu)及分層5、DE-CAP分析步驟一：去黑膠配比：發(fā)煙HNO3：H2SO4=3：1加熱時間：煮沸后5-10分鐘（根據(jù)材料大小
5、）注意：酸液不能超過燒杯的規(guī)定刻度，以防加熱過程酸液濺出來顯微鏡觀察焊接件結(jié)構(gòu)，芯片的外觀檢查等烘烤后測試步驟二：去銅配比濃硝酸加熱時間：沸騰后3-5分鐘離開電爐至銅反應(yīng)完注意：加熱沸騰比較劇烈，加酸液的液面不要超過燒杯的規(guī)定刻度，顯微鏡觀察，焊錫的覆蓋面積、氣孔、位置、焊錫顆粒，芯片Crack等步驟三：去焊錫配比濃硝酸加熱時間：沸騰后30分鐘左右注意：加酸液的液面不要超過燒杯規(guī)定刻度，以防止酸液濺出顯微鏡觀察，芯片正反兩面觀察，Surgemark點，結(jié)構(gòu)電性確認(rèn)6、失效定位對于在芯片上明顯的異常點
6、，如Surgemark、Microcrack、氧化層脫落，比較容易定位對于目視或顯微鏡下無法觀察到的芯片，可以加電后借助紅外熱像儀或液晶測試找到失效點7、失效點的物理化學(xué)分析為更進(jìn)一步確認(rèn)失效點的失效機理，我們需要對失效點進(jìn)行電子放大掃描(SEM)和能譜分析(EDX)，以找到失效點的形貌和化學(xué)元素組成等，作為判定失效原因的依據(jù)。8、綜合分析根據(jù)前面步驟的逐步分析，確定最終失效原因，提出報告及改善建議及完成報告。你的成果四、失效分析技術(shù)1、攝影和光學(xué)顯微術(shù)本廠有0-400倍的光學(xué)顯微鏡和影象攝取裝置,
7、基本上可以含蓋整個分析過程需要的光學(xué)檢查每個元件都需要記錄一般狀態(tài)的全景照片和特殊細(xì)節(jié)的一系列照片不涉及分析結(jié)果或最終結(jié)論的照片可以在報告中不列入擁有但不需要總比需要但沒有要好四、失效分析技術(shù)光學(xué)顯微鏡作用用來觀察器件的外觀及失效部位的表現(xiàn)形狀、分布、尺寸、組織、結(jié)構(gòu)、缺陷、應(yīng)力等，如觀察器件在過電應(yīng)力下的各種燒毀和擊穿現(xiàn)象，芯片的裂縫、沾污、劃傷、焊錫覆蓋狀況等。例：一些失效的在光學(xué)顯微鏡下觀察到的現(xiàn)象四、失效分析技術(shù)四、失效分析技術(shù)2、電測技術(shù)質(zhì)量檢驗的電測采用標(biāo)準(zhǔn)化的測試方法，判定該器件是否合
8、格，目的是確定器件是否滿足預(yù)期的技術(shù)要求失效分析的電測采用非標(biāo)準(zhǔn)的測試方式，目的是用于確定器件的失效模式、失效部位并估計可能的實效機理測試儀器、測試步驟及參數(shù)的種類都可以簡化四、失效分析技術(shù)失效分析的電測管腳測試管腳測試可以確定失效的模式和管腳，無法確定失效的確切部位例1：GBJ的+AC1電性失效，其余管腳OK，則可以只對+AC1的晶粒做后續(xù)分析，如X-RAY等例2：TO220AB的一端測試顯示HI-VF，我們可以估計可能的失效模式為晶粒橫裂等。四、失效分析技術(shù)四、失
