电子元器件失效分析的意义是什么？

2023-11-18 19:35:31

失效分析是指通过各种测试和分析手段，查找电子元器件失效原因和机理的过程，其目的在于提高元器件的可靠性和耐用性。可靠性工作的目的不仅是评价电子元器件的可靠性水平，更重要的是要通过失效分析找到失效原因并采取有效措施加以改善。将分析结果反馈给设计制造管理等相关部门，采取针对性强的纠正措施，以提高电子元器件的可靠性和耐用性。这种测试分析寻找失效原因或机理的过程就是失效分析。失效分析可以帮助我们了解电子元器件失效的本质原因，从而采取有效措施提高其可靠性，防止相同失效模式和机理在每个元器件上重复出现。因此，失效分析对电子元器件的可靠性提升至关重要。归纳起来，失效分析的意义包括：1.通过失效分析得到改进设计工艺或应用的理论和思想；2.通过了解引起失效的物理现象得到预测可靠性模型公式；3.为可靠性试验条件提供理论依据和实际分析手段；4.在处理工程遇到的元器件问题时，为是否要整批不用提供决策依据；5.通过实施失效分析的纠正措施可以提高成品率和可靠性，减小系统试验和运行工作时的故障，得到明显的经济效益。在实际使用中，可以根据需要对失效进行适当的分类。按失效模式可分为开路、短路、无功能特性退化（劣化）、重测合格；按失效原因可分为误用失效、本质失效、早期失效、偶然失效、耗损、自然失效。按失效程度可分为完全失效、部分（局部）失效；按失效时间特性程度及时间特性的组合可分为突然失效、渐变失效、间隙失效、稳定失效、突变失效、退化失效、可恢复性失效。按失效后果的严重性可分为致命失效、严重失效、轻度失效。根据失效与元器件的关联性和独立性，可以将失效分为关联失效、非关联失效、独立失效、从属失效。按失效的场合可分为试验失效、现场失效（现场失效可以再分为调试失效、运行失效）；按失效的外部表现可分为明显失效、隐蔽失效。电子元器件的失效主要是在产品的制造、试验运输、存储和使用等过程中发生的，与原材料设计制造使用密切相关。因此，电子元器件的失效模式和机理也非常复杂。失效机理是指器件失效的根本原因，包括物理、化学过程等。它的表现形式是一系列宏观性能变化，如疲劳腐蚀和过应力等。电子元器件的主要失效机理包括：过应力、静电损伤、锁效应、四电迁移、热载流子效应、栅氧击穿、时间相关介质击穿、金铝反应、水分膨胀、塑封材料分层等。失效分析技术包括失效定位、样品制备、显微分析、应力验证、电子分析、成分分析和已失效定位等方面。失效定位技术的主要目的是确定失效部位leyu.com。随着现代集成电路和电子元器件的复杂化，失效定位技术变得尤为重要。失效定位技术有多种方法，其中无需开封即可进行的无损检测有X-ray SAM等。

X-ray可用于观察元器件和多层印刷电路板的内部结构，发现内引线开路或短路、粘接缺陷、焊点缺陷、封装裂纹、空洞、桥连、立碑及器件漏装等缺陷。SAM则可观察到材料内部裂纹、分层缺陷、空洞、气泡、空隙等。

如果X-ray SAM无法探测到失效部位，则需要对元器件进行开封处理，然后采用其他方法进行失效定位，如显微检查。

·二，样品制备技术LY乐鱼。

失效分析通常需要采用解剖分析技术，即对样品进行剖层分析，以免对观察和测试部分造成破坏。样品的制备步骤一般包括：打开封装、去钝化层、对于多层结构芯片还要去层间介质。对于失效原因的分析、失效机理的确定以及前文提到的失效定位都需要使用显微分析技术。显微分析通常采用各种显微镜，并根据实际情况选择设备和方法。

·4应力验证技术。

电子元器件在不同环境中的可靠性存在差异，如湿度、温度和电应力等都会导致电子元器件性能的变化或失效。因此，可以模拟各种环境参数来验证元器件在各种应力下的可靠性。

·5电子分析技术。

利用电子进行失效分析的方法很多，如EBT、EPMA、SEM、TEM、AES等。

·6成份分析技术。

需要确定元器件中某部分的成份和组份，以判断是否存在污染或组份是否正确，从而影响元器件的性能。常用设备包括EDS、EDAX、AES、SIMS等。

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