一. 失效分析檢測的目的和意義
失效分析的目的是借助各種測試分析技術(shù)和分析程序確認電子元器件的失效現(xiàn)象,分辨其失效模式和失效機理,并最終確認其失效原因,并提出改善設(shè)計和制造工藝的建議,防止失效的重復(fù)出現(xiàn),提高元器件的可靠性,失效分析是產(chǎn)品可靠性工程中一個重要組成部分。
一般電子產(chǎn)品在研發(fā)階段,失效分析可糾正設(shè)計和研發(fā)階段的錯誤,縮短研發(fā)周期,在產(chǎn)品生產(chǎn)、測試和使用時期,失效分析可找出元件的失效原因與引起元件失效的責(zé)任方,并根據(jù)失效分析結(jié)果,改進設(shè)計,并完善產(chǎn)品,提高整機的成品良率和可靠性有重要意義。
二.失效分析的基本內(nèi)容
對于電子元件失效原因過程的診斷過程叫做失效分析,但是我們在進行失效分析的過程中,失效分析中心往往需要借助儀器設(shè)備,以及化學(xué)類手段進行分析,失效分析的主要內(nèi)容包括:明確分析對象,確認失效模式,判斷失效原因,研究失效機理,提出改善預(yù)防措施。
1.明確分析對象
失效分析首先要確認分析對象及失效發(fā)生的背景,在對失效產(chǎn)品的分析前需先了解失效發(fā)生時的情況,并確定在那個環(huán)節(jié)發(fā)生失效,如可能的話,最好是能詳細描述失效時的現(xiàn)象以及失效發(fā)生前后的變化,并確認產(chǎn)品是否真的失效,就像我們的產(chǎn)品在實驗室做實驗時,總會有不良狀況存在,只是我們在分析之前需要先了解產(chǎn)品具體發(fā)生失效的測試項目,具體在那個測試項目中發(fā)生失效,失效現(xiàn)象是怎么樣的。
2.確認失效模式
失效的表面現(xiàn)象或失效的表現(xiàn)形式就是失效模式,失效模式的確定通常采用兩種方式(這里只講元件的)電氣測試和顯微鏡觀察,根據(jù)測試,觀察到的現(xiàn)象與效應(yīng)進行初步分析,確定出現(xiàn)這些現(xiàn)象的可能的原因,或者與失效樣品的那一部分有關(guān)聯(lián),通過外觀檢查,觀察樣品外觀標志是否完整,是否存在機械損傷,是否有腐蝕痕跡等,通過電氣測試判斷其電氣參數(shù)是否與原數(shù)據(jù)是否相符,分析失效的現(xiàn)象可能與失效產(chǎn)品哪一部分有關(guān)。
3.判斷失效原因
根據(jù)失效模式、失效元件材料性質(zhì)、制造工藝和制造經(jīng)驗,結(jié)合觀察到的失效的位置的大小,顏色,化學(xué)組成,物理結(jié)構(gòu),物理特性等因素,參照失效發(fā)生的階段,失效發(fā)生的應(yīng)力條件和環(huán)境條件,提出可能導(dǎo)致失效的原因。失效的原因可能由一系列的原因造成,如設(shè)計缺陷,材料質(zhì)量問題,制程問題,運輸和儲藏問題,以及操作過載等。
4.研究失效機理
在確認失效機理時,需要選用有關(guān)分析,試驗和對觀測設(shè)備對失效樣品進行分析,驗證失效原因的判斷是否屬實,并且能夠把整個失效的順序與癥狀對照起來,也可以使用合格元件進行類似模擬破壞性試驗,并看能不能產(chǎn)生相似的失效現(xiàn)象,通過反復(fù)驗證,確認失效的真實原因所在。
5.提出預(yù)防措施及設(shè)計改進方法
根據(jù)分析判斷,提出消除產(chǎn)生失效的辦法和建議,及時的反饋到設(shè)計,工藝,使用者等各方面,以便控制以及杜絕失效現(xiàn)象的再次出現(xiàn),一般需要大家對元件的材料,工藝,電路設(shè)計,結(jié)構(gòu)設(shè)計,篩選方法和條件,使用方法和條件,質(zhì)量控制等方面有相當(dāng)強的了解。