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失效分析

【一】為什么失效分析？

     失效分析工作不僅在提高可靠性方面具有很好的效果,而且有很高的經(jīng)濟(jì)效益。雖然失效分析工作不出產(chǎn)品,但是通過(guò)失效分析和采取糾正措施可以顯著提高元器件的成品率和可靠性,減少因元器件失效導(dǎo)致系統(tǒng)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)使用期間的電子裝備故障。系統(tǒng)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)使用期間電子裝備發(fā)生故障的經(jīng)濟(jì)損失巨大,排除故障的維修費(fèi)用頗高,并且這種費(fèi)用隨著可靠性等級(jí)的提高而呈指數(shù)上升。

      常見(jiàn)失效分析類(lèi)型：PCB/PCBA失效分析，電子元器件失效分析，金屬零件失效分析，材料性能失效分析等。

【二】如何失效分析？

 失效分析是通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用失效樣品、可靠性試驗(yàn)失效樣品或選失效樣品的檢測(cè)與解剖分析，得出失效模式(形式)和失效機(jī)理并準(zhǔn)確判斷失效原因,為采取相應(yīng)的改進(jìn)措施迅速提高產(chǎn)品的可靠性提供科學(xué)依據(jù)。失效分析和失效物理立是于微觀(guān)世界,從物理,化學(xué)的微觀(guān)結(jié)構(gòu)上對(duì)元器件進(jìn)行仔細(xì)觀(guān)察和分析研究,從外部影響和內(nèi)部原因兩方面探究元器件不可靠的因素,分析其工作條件、環(huán)境應(yīng)力和時(shí)間等因素相互作用對(duì)器件發(fā)生失效所產(chǎn)生的影響。在分析過(guò)程中，可以獲得元器件與相關(guān)因素和條件相互作用的豐富信息。因此失效分析在可靠性設(shè)計(jì)、材料選擇,工藝制造和使用維護(hù)等方面都能為有關(guān)人員提供各種有用的科學(xué)依據(jù)。

       失效分析工作的基本內(nèi)容包括:失效情況調(diào)查、失效模式鑒別、失效特征描述、假設(shè)失效機(jī)理、證實(shí)失效機(jī)理、提出糾正措施和新失效因素的考慮等分析著重于查明失效模式,追查失效機(jī)理以及探討改進(jìn)方法,有時(shí)輔以有關(guān)的高應(yīng)力試驗(yàn)。

【三】失效分析工具/內(nèi)容有那些？

① 無(wú)損檢測(cè)

    3D X-ray、CT(斷層掃描)掃描觀(guān)察、C-SAM聲學(xué)掃描、密封性檢查、表面180°三維體式及金相觀(guān)察、

內(nèi)部氣氛分析儀-IVA、粒子碰撞噪聲檢測(cè)-PIND等。

② 精密制樣

     微切片結(jié)構(gòu)觀(guān)察、CP研磨、FIB切割、激光/化學(xué)開(kāi)封等。

③ 電性能檢測(cè)

    四線(xiàn)低阻測(cè)試、高阻計(jì)絕緣阻值測(cè)試、I/V特性測(cè)試、耐壓/耐電流測(cè)試、探針臺(tái)，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、TDR阻抗測(cè)試儀、示波器、LCR數(shù)字電橋測(cè)試儀、信號(hào)產(chǎn)生器、數(shù)字源表、EMC電磁兼容性測(cè)試、在線(xiàn)監(jiān)控設(shè)備等。

④ 形貌結(jié)構(gòu)觀(guān)察

     金相顯微鏡、SEM掃描電鏡、FE-SEM場(chǎng)發(fā)式掃描電鏡、TEM透視電鏡、FIB切割觀(guān)察等。

⑤ 材料性能/特性測(cè)試

    TG測(cè)試、CTE測(cè)試、T260/T288測(cè)試、TGA測(cè)試、邵氏硬度、維氏硬度、XRF鍍層厚度測(cè)試、鍍銅延展性測(cè)試、鉛筆硬度測(cè)試、百格刀測(cè)試、3M膠帶附著力測(cè)試、摩爾云紋測(cè)試、漏電起痕測(cè)試等。

⑥ 材料/污染物質(zhì)成分分析

    X射線(xiàn)能譜儀EDS、X射線(xiàn)衍射儀XRD、X射線(xiàn)光電子能譜儀XPS、俄歇電子能譜儀AES、氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用儀GCMS、飛行時(shí)間二次粒子質(zhì)譜儀TOF-SIMS、顯微紅外光譜儀FTIR、拉曼光譜儀Raman等。

⑦ 失效點(diǎn)定位工具

    紅外熱成像、掃描電子顯微鏡的電壓襯度像、電子束測(cè)試系統(tǒng)、Thermal EMMI、砷化鎵銦微光顯微鏡(InGaAs)、微光顯微鏡(EMMI)、激光束電阻異常偵測(cè) (OBIRCH)、短路分析儀等。

⑧ 環(huán)境試驗(yàn)驗(yàn)證

    高溫試驗(yàn)、低溫試驗(yàn)、溫度循環(huán)試驗(yàn)、冷熱沖擊試驗(yàn)、快速溫變?cè)囼?yàn)、uHAST、bHAST、PCT、熱油鍋試驗(yàn)、鹽霧試驗(yàn)、耐溶劑試驗(yàn)、IST測(cè)試、振動(dòng)測(cè)試、粉塵試驗(yàn)、淋雨試驗(yàn)、過(guò)載試驗(yàn)、跌落測(cè)試等。

⑨ 機(jī)械性能測(cè)試

   剝離強(qiáng)度測(cè)試、快速推球測(cè)試、抗彎曲測(cè)試、推力測(cè)試、拉力測(cè)試等。