失效分析的概要性文章.doc

失效分析对失效分析的拙见：（个人整理资料）♦本文写作思路：从失效分析需要的理论知识开始，到人员索质，两个基本条件, 然后介绍失效分析的具体内容,失效分析的冃的f失效分析的原则f失效分析的 思路一失效分析的方法一失效分析的技术一失效分析流程一失效分析的步骤一 失效分析的报告编写f失效分析的分类f失效分类f失效原因f失效模式f失 效机理一典型案例；♦写作目的：建立失效分析人员的宏观思路，明确失效分析的整体概念，提升失 效分析人员的层次；♦适用范围：适用新手，适合失效分析的管理人员和测试人员使用；♦声明：这是一篇概要性、非原创的总结文章，偏重电子方面，具体内容请查阅 相关资料，我从大家的文章中整理出来方使大家使用；♦从写作思路中去审视是否冇您需要看的部分，不需要的话请关闭本文，不要浪 费时间1、 相关课程数学基础（概率统计、可靠性数学）f专业基础（电子、机械）f专业课程 （系统工程、质量管理）-＞能力（测试、可靠性分析）2、 失效分析的人员素质① .具有坚持到底的毅力，能够知难而进，对失效原因的分析，有一追到底的责 任心和强烈的探索兴趣；② .具有实事求是的工作态度，公正中立，不受其他人意图的干扰；③ .貝有组织工作能力和基木的分析技能；④ •具冇搜集资料的技巧，会借助资料（案例）分析问题；⑤ •知识面广，有丰富的工作经验；⑥ .有较好的文字和语言表达能力3、 失效分析的目的得岀失效原因，提岀处理意见和改进措施；4、 失效分析的原则① •先方案后操作；② .先光学后电学；③ .先面后•点；④ •先静态后动态；⑤ •先分破坏后破坏；⑥ •先一般后特殊；⑦ •先公用后专用；⑧ •先简单后复杂；⑨ .先主要后次要。

5、失效分析的思路5.1失效分析思路的内涵失效分析思路是指导失效分析全过程的思维路线，是在思想中以机械失效的 规律（即宏观表象特征和微观过程机理）为理论依据，把通过调查、观察和实验获得 的失效信息（失效对象、失效现象、失效环境统称为失效信息）分别加以考察，然后 冇机结合起来作为一个统一整体综合考察，以获取的客观事实为证据，全面应用推 理的方法,來判断失效事件的失效模式，并推断失效原因因此，失效分析思路在整 个失效分析过程中一脉相承、前后呼应,自成思考体系，把失效分析的指导思路、 推理方法、程序、步骤、技巧有机地融为一体，从而达到失效分析的根本目的 在科学的分析思路指导下，才能制定出正确的分析程序;机械的失效往往是多种原 因造成的，即一果多因，常常需要正确的失效分析思路的指导;对于复杂的机械失 效，涉及面广，任务艰巨，更需耍止确的失效分析思路,以最小代价来获取较科学合 理的分析结论总Z,掌握并运用正确的分析思路，才可能对失效事件冇本质的认 识，减少失效分析工作中的盲目性、片面性和主观随意性，大大提高工作的效率和 质量因此，失效分析思路不仅是失效分析学科的重要组成部分，而且是失效分析 的灵魂。

5.2失效分析基木思路☆信息分析（失效环境、标准、规范、经验）； ☆失效模式确认（通过测试、试验、对比分析）； ☆可能的失效机理（在前两项的基础上）； ☆寻找证据（物理、化学、试验）； ☆原因推演；☆必要的验证和结论.5.3失效分析的另一种思路① 確認失效現象；② 明確失效分析的深度（目標）；③ 根據失效現象，列舉失效部位的全部疑點；④ 制定排除疑點的方案；⑤ 逐級定位失效部位；⑥ 提出停致失效部位現象的各種假設；⑦ 用試驗的方法驗證假設；⑧ 提出並評審預防失效的方案；⑨ 試驗預防失效方案的效果；⑩ 實施預防失效的方案6失效分析的方法6. 1非破坏性的分析方法6. 1. 1外部检查：☆验证失效件与标准、规范的一致性寻找失效的疑点☆显微镜观察、照相技术固定并且确定失效现场，储存失效分析资料 ☆样品固定在橡皮泥上为便于调节焦距，起始的放犬倍数口J从5倍左右开始 6.1. 2元器件解剖両电性能验证技术☆电测失效：连接性失效，功能性失效和电参数失效 ☆附加（补充）电测试:验证环境条件与失效的联系☆待机（stand by）电流测试:所有输入端接地（或电源），所有输出端开路，测 电源端对地端的电流。

待机电流显著增大说明冇漏电失效部位待机电流显著减 小说明有开路失效部位6.1.3间歇动作试验:引发失效的温度、振动和冲击6. 1.4内部检查：透明试件① 结构设计及使用的材料② 污染引起的腐蚀或粘附物③ 细裂纹或裂缝④ 电镀不完全⑤ 相互接触及接合不良⑥ 热或电气损伤⑦ 静电引起的损伤6. 1.5X-射线照相：封装的试件内部的物理缺陷6. 1. 6细检漏和粗检漏的器件密封试验6. 1.7清洗外壳：外部清洗在非破坏程序之内，内部洗净包括在半破坏程序之内 ☆化学清洗是按除掉冇机物污染、非冇机物/非水溶性污染物、水溶性污染物的 顺序进行的6. 1・8微片检测试验☆PIND试验装置，振动试验装置☆检测的微粒的最小质量为0. 02 口 g左右6. 1.9S点试验☆检测试件封装内部空隙的湿气☆需点温度由这样观测到的元器件特性参数与温度关系曲线上，出现明显的、急剧变化的不连续突变点表示6. 1. 10表面温度分布测定☆制成试件的温度图6. 1. 11非破坏性分析方法可能鉴别的一部分失效模式和失效机理：① 瞬间或不当电源的过应力，导致引线开路或短路② 外引线或/和金属化层焊接区的开路及短路③ 引线框架上外引线的剥蚀。

④ 电阻变化⑤ 表征pn结已退化的过量漏电流⑥ 时间响应或与频率相关的器件电学参数的退化⑦ 封壳外金属层的缺损，剥落⑧ 各种密封性问题⑨ 外來物的存在，由X-射线照相得出⑩ 由X-射线确定键合位置与引线调整不良；芯片或衬底安装中的空隙、开裂、虚焊、开焊6. 2半破坏性的分析方法打开封装；6. 2.］金屈管壳用管诂开启器或用小型车床、铳床开盖、或用小锯条锯开或用砂濟将封帽顶 磨去部分6. 2. 2議料封装① 环氧封装喷射腐蚀技术用高温硫酸溶解② 等离子刻蚀法③ 发烟硝酸④ 用机械法磨去顶盖-部分，或在芯片上方开个圆孔，直到离芯片非常薄为止, 用沸腾的发烟硝酸通过小孔喷射到芯片上方的塑料上进行局部腐蚀6. 2. 3陶瓷封装将封装底座夹住，在引线框架密封线上选择一点，用小锤轻敲锋利刀片即可 开启；用金-锡合金封焊的，可稍加热并用真空吸盖办法打 开；对于环氧树脂封盖的，可先在醋酸中浸泡5〜10分钟，使其发软，然后再轻轻撬开6. 2. 4钝化层去除技术：化学腐蚀法去除饨化层和金屈化层 干法刻蚀去除钝化层① 内部检查② 电学检验③ 真空烘烤在10-5mmHg, 150〜250°C条件下烘烤两小吋，测量并记录出烘烤所引 起漏电流的任何变化。

④ 电学检验复测⑤ 多头探针探测失效器件的有源区各点电位，有关电阻值，个别管子结构特性, 漏电通道，键合电路等划断铝膜，测单个管子特性6. 2. 5鉴别出的部分失效模式和失效机理① 内部金屈层：钻蚀和电过应力的问题；化合物；电迁移现彖；台阶处过薄；缺损及/或剥皮② 氧化层沾污、变色；氧化层缺陷、裂缝、针孔③ 在金属/半导体接触区上的各种反应④ 表征结已退化的漏电流⑤ 经过氧化层或介质层的短路⑥ 键合位置不良：由X-射线照片确定⑦ 掩模未套准⑧ 外来物质的存在再确定⑨ 表面参数的稳定性⑩ 各个结、扩散区和元件的质量6. 3破坏性的分析方法6. 3.1破坏性分析：剖面获取；氧化层缺陷分析；扩散缺陷分析；可选择的各种 理化分析☆表面形状测定☆器件的剖面分析☆氧化层缺陷分析☆机械破坏试验6. 3. 2破坏性分析方法可确定下列失效模式和失效机理：① 氧化层或介质层的厚度及不完善性② 扩散层的不完善性③ 结的儿何形状④ 金属间化合物的形成⑤ 在键合/金屈化层界而处的空隙⑥ 接触金属扩散到半导体或衬底内⑦ 金属层的电迁移现彖⑧ 芯片或衬底安装处的空隙6・4自选特殊分析项目采用特殊的分析技术，提供失效机理确切的物理、化学或电学等方面的原因 和验证失效机理。

① 残余气体分析② 表面轮廓曲线测量③ 光扫描光束扫描pn结口J说明氧化层表面、内部或下面冇杂质玷污④ 红外扫描测过热点及热异常的位置⑤ 电子显微镜⑥ 扫描电子显微技术和电子束显微分析⑦ 特殊的试验结构研究失效机理7、 失效分析的技术 电子元器件失效分析技术：① 光学显微镜分析技术② 红外显微镜分析技术③ 显微红外热像仪分析技术④ 声学显微镜分析技术⑤ 液品热点检测技术⑥ 光辐射显微分析技术8、 失效分析流程两种流程任选其一8.1失效分析流程一失效现彖一全部疑点一逐级定位一提出假设一验证假设一预防方案一实施效果 8.2失效分析流程二失效现场信息调查f观检查一失效模式确认f方案设计f非破坏性分析破坏 性分析一综合分析一报告编写9、 失效分析的步骤步骤1：数据的收集与分析步骤2：失效现象的观察和判定步骤3：假定失效机理步骤4：失效机理的认定与验证按照失效分析程序：从外部到内部分析，非破坏 性到半破坏性直至破坏性检测和分析步骤5：总结10、 失效分析的报告编写失效分析报告一般可不规定统一的格式,但行文要简练，条目要分明，内容一 般应包描下列项目：① 题口；② 任务来源，包括任务下达者及下达日期,任务内容简述，要求的分析目的；③ 各项试验过程及结果；④ 分析结果 失效原因；⑤ 补救措施和预防措施或建议；⑥ 附件（原始记录、图片等）；⑦ 失效分析人员签名及日期。

对于大宗同类产品的失效分析，宜规定一定的报告形式以便丁•事后的统计 分析工作和计算机辅助失效分析补充一下：失效信息☆基木信息：出于管理需要的信息，样品來源、型号、批次、编号、时间、地点☆技术信息：是判断可能的失效机理和失效分析方案设计的重要依据☆特定使用应用信息：整机故障现彖、异常环境、在整机中的状态、应用电路、 二次筛选应力、失效历史、失效比例、失效率及其随时间的变化等☆特定生产工艺：生产工艺条件和方法、特种器件应先用好品开封了解和研究 其结构特点11、 失效分析的分类失效分析的分类一般按分析的目的不同可分为：☆狭义的失效分析主要目的在于找出引起产品失效的直接原因☆广义的失效分析 不仅要找出引起产品失效的直接原因,而且要找出技术管理 方而的薄弱环节☆新品研制阶段的失效分析对失效的研制品进行失效分析☆产品试用阶段的失效分析对失效的试用品进行失效分析☆定型产品使用阶段的失效分析对失效的定型产品进行失效分析☆修理品使用阶段的失效分析对失效的修理品进行失效分析12、 失效分类在实际使用中，可以根据需耍对失效做适当的分类☆按失效模式，电性能方面可以分成开路、短路、无功能、特性退化（劣化）、 重测合格；机械方而可分为尺寸规格不合要求或设计错误、力学性能不合规 格；外观方面可分为损伤、污染、裂、孑L、披锋、毛刺、卬刷不良等等。

☆按失效原因，可以分成误用失效、木质失效、早期失效、耗损失效☆按失效程度，可以分成完全失效、部分（局部）失效☆按失效时间特性程度及时间特性的组合，可以分成突然失效、渐变失效、间 隙失效、突变失效、退化失效、可恢复性失效。