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电子元器件的失效分析 航天材料及工艺研究所 提纲 一、元器件分类 二、元器件与机械产品失效分析的异同 三、术语和定义 四、元器件失效分析方法和程序 五、部分案例介绍 六、国内元器件失效分析机构介绍 电子元件 失效分析的目的（目标） 失效分析思路 失效分析程序和步骤 失效分析对象 失效环境 —— 电、热、力 失效的表现形式（模式）—— 开路、短路、绝缘下降等 失效分析技术和手段 四、元器件失效分析方法和程序 失效分析方法： 逻辑推理法 排除法 试验求证（验证）法 综合系统法 半导体分立器件的失效分析——GJB 3157 半导体集成电路的失效分析——GJB 3233 （二）失效分析程序确定原则 根据失效产品的具体类型、失效模式、失效背景和失效分析要求和人员的技术水平在通用程序的基础上，做适当补充或删减，确定失效分析程序。 确定失效分析程序的原则： 从系统到个体 从整体到局部 从表面到内部 从无损到解剖 从宏观到微观 从普遍到特殊。 四、元器件失效分析方法和程序 1　背景调查 目的：了解历史，掌握情况 内容：基本信息，生产信息，使用历史，失效信息 重点：原理（图）、结构（图）、性能、使用要求， 失效件的 确认方式和拆卸方法 注意事项：事前进行，系统全面，书面文字 四、元器件失效分析方法和程序 2、失效现象验证 目的：确认失效模式和失效程度 内容：对失效件功能、性能进行测试，验证失效现象 技术手段：电测、观察设备、试验设备 重点：区分随机失效和重测合格 注意事项：切忌引入二次损伤 考虑元器件失效时的环境因素 注意瞬态偶发现象 四、元器件失效分析方法和程序 3、外观检查 目的：确认或排除失效元器件的外部因素 内容：依据元器件技术条件,对失效元器件外观 进行检查,取证 技术手段：目视、放大镜、实体显微镜 重点：标识、封装 、腐蚀、沾污 、外力损伤 注意事项：切忌引入人为或静电损伤 对异常现象及时记录（照相、录像） 四、元器件失效分析方法和程序 4、无损检测 （需要时） 目的：为后续分析提供线索或依据 内容：查找内部结构、物质（气氛）或工艺的异常因素 技术手段：检漏、X射线、PIND、内部水汽含量、超声 显微镜等 重点：对照标准，寻找差异 注意事项：不同元器件、不同失效模式需要不同无损检测技术 无损检测技术的次序 每种无损检测技术的适用和限用范围及注意事项 四、元器件失效分析方法和程序 5、启封 目的：暴露失效元器件内部薄弱环节 内容：采用合理的方法和程序逐步分解失效元器件 技术手段：机械方法（针对金属、陶瓷、玻璃封装） 化学方法（针对塑料封装） 注意事项：确认外观检查和无损检测已经充分系统，无遗漏 小心仔细，切忌引入人为损伤或多余物 避免多余物遗失或位置变化 重要的或随机失效的元器件，解剖前应获得同意 四、元器件失效分析方法和程序 6、内部镜检 目的：确定失效部位，查找异常现象，取证 内容：根据标准或技术条件，发现并记录内部各种异常现象 技术手段：实体或金相显微镜、激光显微镜、白光显微镜等 重点：对照标准，寻找差异 注意事项：从低倍到高倍，从正常到异常，从外围到核心 避免先入为主 剔除假象 四、元器件失效分析方法和程序 7、微探针测试（适用于集成电路） 目的：确定失效部位 内容：根据标准、技术条件或原理，发现内部单元 或局部电特性的异常现象 技术手段：微探针、测微探针台、电测仪器等 重点：比对寻找差异 注意事项：与良品比对 经重复测试确认，同时，关注瞬态现象 剔除假象 四、元器件失效分析方法和程序 8、微观分析 目的：获得证据 内容：根据上述观察测试结果，对已发现的异常或疑点部位 进一步放大观察、测试，进行最终确认或排除 技术手段：扫描电镜、透射电镜、表面分析（X