元器件失效分析方法
[導讀]本文來源于面包板社區(qū)器件一旦壞了，千萬不要敬而遠之，而應該如獲至寶。開車的人都知道，哪里最能練出駕駛水平？高速公路不行，只有鬧市和不良路況才能提高水平。社會的發(fā)展就是一個發(fā)現(xiàn)問題解決問題的過程，出現(xiàn)問題不可怕，但頻繁出現(xiàn)同一類問題是非?？膳碌?。?失效分析基本概念定義：對失效電子元...
本文來源于面包板社區(qū)器件一旦壞了，千萬不要敬而遠之，而應該如獲至寶。
開車的人都知道，哪里最能練出駕駛水平？高速公路不行，只有鬧市和不良路況才能提高水平。社會的發(fā)展就是一個發(fā)現(xiàn)問題解決問題的過程，出現(xiàn)問題不可怕，但頻繁出現(xiàn)同一類問題是非?？膳碌?。?失效分析基本概念
定義：對失效電子元器件進行診斷過程。1、進行失效分析往往需要進行電測量并采用先進的物理、冶金及化學的分析手段。
2、失效分析的目的是確定失效模式和失效機理，提出糾正措施，防止這種失效模式和失效機理的重復出現(xiàn)。
3、失效模式是指觀察到的失效現(xiàn)象、失效形式，如開路、短路、參數(shù)漂移、功能失效等。4、失效機理是指失效的物理化學過程，如疲勞、腐蝕和過應力等。
失效分析的一般程序1、收集現(xiàn)場場數(shù)據(jù)2、電測并確定失效模式3、非破壞檢查4、打開封裝5、鏡驗6、通電并進行失效定位7、對失效部位進行物理、化學分析，確定失效機理。8、綜合分析，確定失效原因，提出糾正措施。
1、收集現(xiàn)場數(shù)據(jù)：
2、電測并確定失效模式電測失效可分為連接性失效、電參數(shù)失效和功能失效。連接性失效包括開路、短路以及電阻值變化。這類失效容易測試，現(xiàn)場失效多數(shù)由靜電放電（ESD）和過電應力（EOS）引起。
電參數(shù)失效，需進行較復雜的測量，主要表現(xiàn)形式有參數(shù)值超出規(guī)定范圍（超差）和參數(shù)不穩(wěn)定。確認功能失效，需對元器件輸入一個已知的激勵信號，測量輸出結果。如測得輸出狀態(tài)與預計狀態(tài)相同，則元器件功能正常，否則為失效,功能測試主要用于集成電路。? ? ??三種失效有一定的相關性,即一種失效可能引起其它種類的失效。功能失效和電參數(shù)失效的根源時?？蓺w結于連接性失效。在缺乏復雜功能測試設備和測試程序的情況下，有可能用簡單的連接性測試和參數(shù)測試方法進行電測，結合物理失效分析技術的應用仍然可獲得令人滿意的失效分析結果。3、非破壞檢查
X-Ray檢測，即為在不破壞芯片情況下，利用X射線透視元器件（多方向及角度可選），檢測元器件的封裝情況，如氣泡、邦定線異常，晶粒尺寸，支架方向等。 適用情境：檢查邦定有無異常、封裝有無缺陷、確認晶粒尺寸及l(fā)ayout 優(yōu)勢：工期短，直觀易分析 劣勢：獲得信息有限 局限性： 1、相同批次的器件，不同封裝生產(chǎn)線的器件內部形狀略微不同； 2、內部線路損傷或缺陷很難檢查出來，必須通過功能測試及其他試驗獲得。 案例分析： X-Ray?探傷----氣泡、邦定線 X-Ray 真?zhèn)舞b別----空包彈（圖中可見，未有晶粒） “徒有其表” 下面這個才是貨真價實的 X-Ray用于產(chǎn)地分析（下圖中同品牌同型號的芯片） X-Ray 用于失效分析（PCB探傷、分析） ?。ㄏ旅孢@個密密麻麻的圓點就是BGA的錫珠。下圖我們可以看出，這個芯片實際上是BGA二次封裝的）4、打開封裝開封方法有機械方法和化學方法兩種,按封裝材料來分類，微電子器件的封裝種類包括玻璃封裝(二極管)、金屬殼封裝、陶瓷封裝、塑料封裝等。?機械開封?化學開封5、顯微形貌像技術光學顯微鏡分析技術掃描電子顯微鏡的二次電子像技術電壓效應的失效定位技術
6、半導體主要失效機理分析電應力（EOD）損傷靜電放電（ESD）損傷封裝失效引線鍵合失效芯片粘接不良金屬半導體接觸退化鈉離子沾污失效氧化層針孔失效免費福利
『掃碼申請 2款汽車照明、LED開發(fā)板』▼
更多精彩干貨，點擊下方關注查看▼
關注『面包板社區(qū)』，后臺回復"關鍵詞"，領取300 G學習資料包（如：電源、電機、嵌入式、信號系統(tǒng)、模電、華為、電子學、電路、c語言...）
#
開車的人都知道，哪里最能練出駕駛水平？高速公路不行，只有鬧市和不良路況才能提高水平。社會的發(fā)展就是一個發(fā)現(xiàn)問題解決問題的過程，出現(xiàn)問題不可怕，但頻繁出現(xiàn)同一類問題是非?？膳碌?。?失效分析基本概念
定義：對失效電子元器件進行診斷過程。1、進行失效分析往往需要進行電測量并采用先進的物理、冶金及化學的分析手段。
2、失效分析的目的是確定失效模式和失效機理，提出糾正措施，防止這種失效模式和失效機理的重復出現(xiàn)。
3、失效模式是指觀察到的失效現(xiàn)象、失效形式，如開路、短路、參數(shù)漂移、功能失效等。4、失效機理是指失效的物理化學過程，如疲勞、腐蝕和過應力等。
失效分析的一般程序1、收集現(xiàn)場場數(shù)據(jù)2、電測并確定失效模式3、非破壞檢查4、打開封裝5、鏡驗6、通電并進行失效定位7、對失效部位進行物理、化學分析，確定失效機理。8、綜合分析，確定失效原因，提出糾正措施。
1、收集現(xiàn)場數(shù)據(jù)：
| 應力類型 | 試驗方法 | 可能出現(xiàn)的主要失效模式 |
| 電應力 | 靜電、過電、噪聲 | MOS器件的柵擊穿、雙極型器件的pn結擊穿、功率晶體管的二次擊穿、CMOS電路的閂鎖效應 |
| 熱應力 | 高溫儲存 | 金屬－半導體接觸的Al－Si互溶，歐姆接觸退化，pn結漏電、Au-Al鍵合失效 |
| 低溫應力 | 低溫儲存 | 芯片斷裂 |
| 低溫電應力 | 低溫工作 | 熱載流子注入 |
| 高低溫應力 | 高低溫循環(huán) | 芯片斷裂、芯片粘接失效 |
| 熱電應力 | 高溫工作 | 金屬電遷移、歐姆接觸退化 |
| 機械應力 | 振動、沖擊、加速度 | 芯片斷裂、引線斷裂 |
| 輻射應力 | X射線輻射、中子輻射 | 電參數(shù)變化、軟錯誤、CMOS電路的閂鎖效應 |
| 氣候應力 | 高濕、鹽霧 | 外引線腐蝕、金屬化腐蝕、電參數(shù)漂移 |
電參數(shù)失效，需進行較復雜的測量，主要表現(xiàn)形式有參數(shù)值超出規(guī)定范圍（超差）和參數(shù)不穩(wěn)定。確認功能失效，需對元器件輸入一個已知的激勵信號，測量輸出結果。如測得輸出狀態(tài)與預計狀態(tài)相同，則元器件功能正常，否則為失效,功能測試主要用于集成電路。? ? ??三種失效有一定的相關性,即一種失效可能引起其它種類的失效。功能失效和電參數(shù)失效的根源時?？蓺w結于連接性失效。在缺乏復雜功能測試設備和測試程序的情況下，有可能用簡單的連接性測試和參數(shù)測試方法進行電測，結合物理失效分析技術的應用仍然可獲得令人滿意的失效分析結果。3、非破壞檢查
| 名稱 | 應用優(yōu)勢 | 主要原理 |
| X射線透視技術 | 以低密度區(qū)為背景，觀察材料的高密度區(qū)的密度異常點 | 透視X光的被樣品局部吸收后成象的異常 |
| 反射式掃描聲學顯微術（C－SAM） | 以高密度區(qū)為背景，觀察材料內部空隙或低密度區(qū) | 超聲波遇空隙受阻反射 |
6、半導體主要失效機理分析電應力（EOD）損傷靜電放電（ESD）損傷封裝失效引線鍵合失效芯片粘接不良金屬半導體接觸退化鈉離子沾污失效氧化層針孔失效免費福利
『掃碼申請 2款汽車照明、LED開發(fā)板』▼
更多精彩干貨，點擊下方關注查看▼
關注『面包板社區(qū)』，后臺回復"關鍵詞"，領取300 G學習資料包（如：電源、電機、嵌入式、信號系統(tǒng)、模電、華為、電子學、電路、c語言...）
#
下載文檔
