电子元器件失效分析方法知多少

失效分析外观检查：

外观检查就是目测或利用一些简单仪器，如立体显微镜、金相显微镜甚至放大镜等工具检查PCB的外观，寻找失效的部位和相关的物证，主要的作用就是失效定位和初步判断PCB的失效模式。徕卡显微镜成像效果好，性价比高。

徕卡体视显微镜 S9 Series

优化光学检查

S9 体视显微镜具有满足各种不同需求的不同型号，可提高生产线或品管部门效率、优化光学检查，原因在于：

·FusionOptics 融合光学技术，12 mm 景深，快速发现细节
·高达 55x 的放大倍率，9:1 变倍比，实现从总览到细节的快速切换
·122 mm 工作距离，轻松调节显微镜下的样品
·集成式网络摄像头，轻松实现图形共享

Leica DM4 金相显微镜

扫描电子显微镜分析：扫描电子显微镜（SEM）是进行失效分析的一种最有用的大型电子显微成像系统，其工作原理是利用阴极发射的电子束经阳极加速。扫描电镜图像景深远远大于光学显微镜，是针对金相结构、显微断口以及锡须等不平整样品的重要分析方法。常用的品牌一般有科特，蔡司，日立等

EM科特 CUBE-Ⅱ台式桌面扫描电镜

高分辨率,与传统SEM一样优异

高空间利用率和便携性，易于移动。可安装在任何地方

无需等待：抽气90秒/排气10秒

高度可靠的高压组件

无需对准电子枪

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典型电子元器件失效分析方法
1、微分析法
(1)肉眼观察是微分析技术的第一步，对电子元器件进行形貌观察线系及其定位失准等，必要时还可以借助仪器，例如：扫描电镜和透射电子显微镜等进行观察；
(2)其次，我们需要了解电子元器件制作所用的材料、成分的深度分布等信息。而AES、SIMS和XPS仪器都能帮助我们更好的了解以上信息。不过，在作AES测试时，电子束的焦斑要小，才能得到更高的横向分辨率；
(3)最后，了解电子元器件衬底的晶体取向，探测薄膜是单晶还是多晶等对其结构进行分析是一个很重要的方面，这些信息主要由XRD结构探测仪来获取。
2、光学显微镜分析法
进行光辐射显微分析技术的仪器主要有立体显微镜和金相显微镜。将其两者的技术特点结合使用，便可观测到器件的外观、以及失效部位的表面形状、结构、组织、尺寸等。亦可用来检测芯片击穿和烧毁的现象。此外我们还可以借助具有可提供明场、暗场、微干涉相衬和偏振等观察手段的显微镜辅助装置，
以适应各种电子元器件失效分析的需要。
3、红外显微分析法
与金相显微镜的结构相似，不同的是红外显微镜是利用近红外光源，并采用红外变像管成像，利用此工作原理不用对芯片进行剖切也能观察到芯片内部的缺陷及焊接情况。 红外显微分析法是针对微小面积的电子元器件，在对不影响器件电学特性和工作情况下，利用红外显微技术进行高精度非接触测温方法，对电子元器件失效分析都具有重要的意义。
4、声学显微镜分析法
电子元器件主要是由金属、陶瓷和塑料等材料制成的，因此声学显微镜分析法就是基于超声波可在以上这些均质传播的特点，进行电子元器件失效分析。此外，声学显微镜分析法最大的特点就是，能观察到光学显微镜无法看到的电子元器件内部情况并且能提供高衬度的检测图像。
以上是几种比较常见的典型电子元器件失效分析方法，电子元器件失效直都是历久弥新的话题，而对电子元器件失效分析是确定其失效模式和失效机理的有效途径之一，对电子元器件的发展具有重要的意义。

失效分析检测是一种重要的质量控制手段，旨在通过对失效产品或部件进行深入的分析和测试，以确定其失效的原因和机理。以下是对失效分析检测的详细介绍：

一、定义与目的

定义：产品丧失规定的功能称为失效。判断失效的模式，查找失效原因和机理，并提出预防再失效的对策的技术活动和管理活动称为失效分析。

目的：失效分析检测的主要目的是找出引起产品失效的直接原因，并提出预防措施，以提高产品的可靠性和质量。

二、检测样品与项目

检测样品：失效分析检测的样品通常是失效的产品或部件，包括电子元器件、机械零件、塑料制品、金属材料等。

检测项目：检测项目通常包括外观检查、物理性能测试、化学成分分析、微观结构分析、电学性能测试、力学性能测试等。

三、检测方法与仪器

检测方法：

外观检查：通过目测或使用放大镜、显微镜等观察失效零件或部件，找出明显的失效部位和特征。

物理测试：进行机械性能测试（如拉伸、压缩）、电性能测试（如电阻率、击穿电压）和热性能测试（如热膨胀系数），获取参数并与正常零件对比，分析失效原因。

化学分析：进行光谱分析、显微镜分析和X射线分析，确定化学成分和微观结构，与正常零件对比，分析失效原因。

模拟试验：通过模拟失效零件或部件在实际使用中的工作条件，来重现失效现象，分析失效的原因。模拟试验可以分为物理模拟试验和化学模拟试验两种。

检测仪器：失效分析检测通常使用的仪器包括显微镜、光谱仪、色谱仪、电子显微镜、力学试验机等。

四、检测流程

失效分析检测通常遵循以下流程：

失效背景调查：了解产品失效的现象、环境、阶段以及失效比例等信息。

非破坏性分析：采用X射线透视检查、超声扫描检查、电性能测试等非破坏性手段对失效样品进行分析。

破坏性分析：在必要时，对失效样品进行开盖检查、剖面分析、探针测试等破坏性分析。

使用条件分析：对失效样品的使用条件进行综合分析，包括结构分析、力学分析、热学分析等。

模拟验证实验：根据分析所得的失效机理设计模拟实验，对失效机理进行验证。

五、应用与意义

失效分析检测在多个领域具有广泛的应用和重要的意义：

产品质量提升：通过失效分析，可以找出产品设计或制造上的缺陷，及时进行改进，提高产品质量。

技术开发与改进：失效分析为技术开发与改进提供了重要的反馈信息，有助于优化产品设计和制造工艺。

产品修复与仲裁：在产品修复和仲裁失效事故时，失效分析可以提供有力的证据和依据。

避免经济损失：通过失效分析，企业可以及时找出产品失效的原因，防止类似问题再次发生，避免不必要的经济损失。