【博主簡(jiǎn)介】本人“愛在七夕時(shí)”，系一名半導(dǎo)體行業(yè)質(zhì)量管理從業(yè)者，旨在業(yè)余時(shí)間不定期的分享半導(dǎo)體行業(yè)中的：產(chǎn)品質(zhì)量、失效分析、可靠性分析和產(chǎn)品基礎(chǔ)應(yīng)用等相關(guān)知識(shí)。常言：真知不問出處，所分享的內(nèi)容如有雷同或是不當(dāng)之處，還請(qǐng)大家海涵，當(dāng)前在各網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上均以此昵稱為ID跟大家一起交流學(xué)習(xí)！

失效分析（FA）技術(shù)是一門發(fā)展中的新興學(xué)科，近年開始從軍工向普通企業(yè)普及。它一般根據(jù)失效模式和現(xiàn)象，通過分析和驗(yàn)證，模擬重現(xiàn)失效的現(xiàn)象，找出失效的原因，挖掘出失效的機(jī)理的活動(dòng)。在提高產(chǎn)品質(zhì)量，技術(shù)開發(fā)、改進(jìn)，產(chǎn)品修復(fù)及仲裁失效事故等方面具有很強(qiáng)的實(shí)際意義。

失效分析（FA）是對(duì)已失效的芯片或模塊產(chǎn)品進(jìn)行的一種事后檢查。根據(jù)需要，使用電測(cè)試及必要的物理、化學(xué)分析技術(shù)，來探究和驗(yàn)證所報(bào)告的失效行為，確定其失效模式、找出失效機(jī)理。

所以，失效分析（FA）的目的就是明確失效機(jī)理、查找失效原因、提出改進(jìn)措施、從而提高產(chǎn)品最終的可靠性。其方法分為有損分析，無損分析，物理分析，化學(xué)分析等。

一、失效分析技術(shù)的概述

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品的品種、數(shù)量不斷增加，各種產(chǎn)品的功能雖然千差萬別，但都有一個(gè)共同的屬性——具有某種規(guī)定的功能。例如，汽車的功能是載重和運(yùn)輸；機(jī)床的功能是加工零件等。出于種種原因，機(jī)械產(chǎn)品失去其原有的功能的現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生。按照國(guó)際通用的定義，“產(chǎn)品喪失其規(guī)定功能的現(xiàn)象稱為失效”。而機(jī)械產(chǎn)品在何時(shí)、以何種方式發(fā)生失效，是隨機(jī)事件，人們完全無法預(yù)料。機(jī)械產(chǎn)品的失效是經(jīng)常發(fā)生的，某些失效往往會(huì)帶來災(zāi)難性的破壞，造成人民生命和經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)的巨大損失，這在國(guó)內(nèi)外工業(yè)發(fā)展史上屢見不鮮。例如：

1986年1月28日，美國(guó)佛羅里達(dá)州的卡納維拉爾角上空，剛剛升空73秒的挑戰(zhàn)者號(hào)航天飛機(jī)突然發(fā)生爆炸，事件造成7名宇航員全部遇難，給美國(guó)航天事業(yè)帶來了沉痛的打擊。類似的案例數(shù)不勝數(shù)。從以上事例可以看出，失效不僅威脅人們的生命安全，同時(shí)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

失效分析是分析引起機(jī)械產(chǎn)品失效的原因，并提出對(duì)策，以防止其在發(fā)生的技術(shù)活動(dòng)和管理活動(dòng)。

分析引起產(chǎn)品失效的原因是失效分析的核心。失效產(chǎn)品的殘骸就是失效分析的客觀依據(jù)，通過失效分析工作，可以從殘骸上找到被“記錄”下的失效信息，迅速而準(zhǔn)確地找到產(chǎn)品失效的原因，并采取有效措施。實(shí)際面對(duì)的失效往往是多層次的，通過較明顯的失效現(xiàn)象，找到更深入的失效原因，如此往復(fù)，最終確定引起失效的根本原因。各層次失效原因的分析均屬于失效分析的范疇，失效分析需要進(jìn)行到哪一個(gè)層次的深度，則需要根據(jù)實(shí)際需要和情況來確定。

失效分析的目的在于提出對(duì)策，以防止同類失效事件再次發(fā)生。所謂對(duì)策是指在工程上可能采取有效的改進(jìn)或補(bǔ)救措施。失效分析一方面十分重視滿足工程的需要，另一方面在實(shí)施改革時(shí)還必須兼顧經(jīng)濟(jì)利益。

失效分析不僅是技術(shù)活動(dòng)，也是管理活動(dòng)。據(jù)日本質(zhì)量管理統(tǒng)計(jì)資料報(bào)道，由于管理不當(dāng)而造成的失效約占失效總數(shù)的70%。只有管理活動(dòng)與技術(shù)活動(dòng)緊密結(jié)合，才能順利完成任務(wù)。

二、失效分析技術(shù)的介紹

失效分析，英文全稱：Failure Analysis，簡(jiǎn)稱：FA。它是指對(duì)已失效器件進(jìn)行的一種事后檢查。即便是高可靠器件或是已經(jīng)長(zhǎng)期穩(wěn)定供貨的產(chǎn)品，也會(huì)有偶發(fā)失效。這是由于器件與器件之間、批次與批次之間，存在質(zhì)量一致性的差異。這些差異可能來源于生產(chǎn)過程質(zhì)量控制、微組裝操作的規(guī)范執(zhí)行程度、人員的更換、環(huán)境的波動(dòng)、設(shè)備的異常，甚至來源于同種原材料的不同批次。差異是普遍存在且不可避免的，但是由差異而引發(fā)的質(zhì)量問題是可以避免的。通過建立良好的質(zhì)量體系，從人、機(jī)、料、法、環(huán)等方面，識(shí)別差異、管理差異、控制差異來確保產(chǎn)品的可靠性不受影響。

一旦產(chǎn)品偶發(fā)失效，失效分析（FA）環(huán)節(jié)便開始啟動(dòng)，對(duì)失效模式、失效原因和失效機(jī)理進(jìn)行定位，從人、機(jī)、料、法、環(huán)的角度，層層展開，逐一排查。這種基于質(zhì)量體系的失效分析（FA），往往需要建立故障分析樹或魚骨圖，以便更加有條理地進(jìn)行失效分析（FA）。故障分析樹或魚骨圖的正確展開，首先要做的工作就是對(duì)失效現(xiàn)象進(jìn)行正確的描述，而后才能排查引起這種失效現(xiàn)象可能的原因。依靠經(jīng)驗(yàn)可以加快失效分析（FA）的進(jìn)程，有助于快速定位問題的根源，但經(jīng)驗(yàn)有時(shí)也會(huì)蒙蔽發(fā)現(xiàn)問題的眼睛，無法發(fā)現(xiàn)相近的失效現(xiàn)象背后的微小差別。這樣，同樣的質(zhì)量問題在下一個(gè)批次中還會(huì)發(fā)生，從而給人們帶來血淋淋的一教訓(xùn)。失效分析（FA）的目的，是找到問題的本質(zhì)，確定失效模式和失效機(jī)理，提出有效的改進(jìn)措施，提高成品率和可靠性。進(jìn)一步，要做到舉一反三。

失效分析（FA）技術(shù)是電子封裝領(lǐng)域一種常用的分析手段。當(dāng)器件完全喪失功能、功能衰退或失去可靠性與安全性時(shí)，需要通過失效分析（FA）來研究失效機(jī)理、失效模式，找到解決和預(yù)防措施。

有人提出，器件一旦失效，千萬不要敬而遠(yuǎn)之，而是如獲至寶。這是因?yàn)?，失效器件攜帶著寶貴的缺陷信息，這些缺陷信息是設(shè)計(jì)、制造過程中的矛盾、不適應(yīng)、不合理問題的最直接反映。創(chuàng)根問底地研究這些缺陷信息，有利于了解封裝技術(shù)的本質(zhì)，也有利于學(xué)習(xí)封裝技術(shù)中力學(xué)、熱學(xué)、電氣學(xué)、材料學(xué)、機(jī)械學(xué)等基礎(chǔ)原理。

三、失效分析（FA）的表現(xiàn)層次

半導(dǎo)體器件的失效可以根據(jù)失效發(fā)生的階段劃分為三個(gè)層次：

1、設(shè)計(jì)芯片（裸片）層次

芯片層次的失效是目前出現(xiàn)概率最高的階段，因?yàn)楝F(xiàn)在芯片工藝與設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，工藝偏差，設(shè)計(jì)不到位等多方面因素，都會(huì)造成芯片在制造、運(yùn)輸?shù)冗^程中發(fā)生失效。

2、制程封裝層次

封裝過程中鍵合失效，打線過重，粘連失效，空洞過多等因素都會(huì)造成封裝層次上的失效，隨著現(xiàn)在封裝技術(shù)愈發(fā)先進(jìn)，封裝過程中出現(xiàn)失效的風(fēng)險(xiǎn)也在上升。

3、客戶應(yīng)用層次

下游客戶在芯片應(yīng)用端造成的失效。諸如PCB板設(shè)計(jì)不合理、超出極限的應(yīng)用場(chǎng)景等，這種情況在我前期分享的文章里就有詳細(xì)講解，這里就不再贅述了。

四、失效分析（FA）的主要內(nèi)容

失效分析的主要內(nèi)容包括：明確分析對(duì)象、確認(rèn)失效模式、失效定位和機(jī)理分析、尋求失效原因、提出預(yù)防措施等。

1、明確分析對(duì)象

失效分析首先就要明確分析對(duì)象及失效發(fā)生時(shí)的背景，在對(duì)失效樣品進(jìn)行具體的失效分析操作之前，需要詳細(xì)了解失效發(fā)生時(shí)的狀況，使用環(huán)境等，同時(shí)獲得該樣品的技術(shù)規(guī)范和性能指標(biāo)，學(xué)習(xí)掌握其工作原理、材料、結(jié)構(gòu)和工藝。

簡(jiǎn)單來說就是要將芯片失效的“癥狀”記錄下來，諸如短路、開路、漏電、性能異常、功能異常、時(shí)好時(shí)壞等。很多失效原因其表現(xiàn)出的“癥狀”是相似的，例如漏電，物理損壞能造成漏電，隔離不到位也能造成漏電，Latch-up問題也會(huì)造成漏電。

2、確認(rèn)失效模式

失效模式是器件失效的外在表現(xiàn)形式。開展失效分析的第一步就是對(duì)失效樣品的失效現(xiàn)象和模式進(jìn)行確認(rèn)，主要是外觀檢查和電學(xué)性能參數(shù)的測(cè)試分析，有時(shí)還需要開展應(yīng)力試驗(yàn)。確認(rèn)在交付后的應(yīng)用端發(fā)生失效，還是封裝后失效，亦或是裸片自身就有問題。三種不同層次對(duì)應(yīng)不同的失效分析思路。

3、失效定位和機(jī)理分析

失效模式確認(rèn)后，需要對(duì)失效發(fā)生的區(qū)域進(jìn)行定位。如：正常功能測(cè)試中出現(xiàn)失效；高低溫測(cè)試出現(xiàn)失效；ATE出現(xiàn)失效；ESD失效，封裝造成失效。（如果測(cè)試工程師能嚴(yán)格遵守靜電防護(hù)要求進(jìn)行測(cè)試和設(shè)計(jì)測(cè)試板，芯片在測(cè)試過程中面臨ESD/EOS的風(fēng)險(xiǎn)很低）。

具體就是定位到說明失效機(jī)理的層次和區(qū)域，如引線鍵和區(qū)域、芯片終端區(qū)域、有源區(qū)等等。顯微觀察和結(jié)構(gòu)分析及物理性能探測(cè)是進(jìn)行失效定位的重要手段。失效定位完成后，就要針對(duì)失效區(qū)域和失效形貌特征，從失效樣品的材料、結(jié)構(gòu)、工藝出發(fā)，結(jié)合失效發(fā)生的背景信息對(duì)失效機(jī)理進(jìn)行分析。

4、尋找失效原因

確定失效機(jī)理后，還需要進(jìn)行失效原因分析。對(duì)于同一失效機(jī)理來說，導(dǎo)致失效發(fā)生的原因則不一定相同。只有確定失效發(fā)生的主要原因后，才能有針對(duì)性地預(yù)防和改進(jìn)。

a.要對(duì)失效問題進(jìn)行復(fù)現(xiàn)或追查，確認(rèn)芯片失效原因，從而幫助推測(cè)失效原因。

b.對(duì)失效類型做出推斷，從而確定失效分析的方向。如果無法通過失效結(jié)果推斷出失效類型，那么只能根據(jù)后續(xù)的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行推斷。

5、提出預(yù)防和改進(jìn)措施

確定失效原因后，對(duì)失效原因有大致推斷后就需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)去尋找數(shù)據(jù)支撐，如果推斷比較清晰的話實(shí)驗(yàn)就比較好去定位。具體來說應(yīng)該有針對(duì)性地預(yù)防和改進(jìn)措施。這些措施可以從芯片設(shè)計(jì)、流片工藝、封裝過程等等各個(gè)環(huán)節(jié)。

6、總結(jié)改善措施

得出失效原因的結(jié)論后就需要制定相對(duì)應(yīng)的改善措施，并記錄在冊(cè)。每一次的失效結(jié)論都是拿錢砸出來的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，也是產(chǎn)品公司必須要經(jīng)歷的過程。

五、失效分析（FA）技術(shù)常見分析方法

失效分析（FA）一般按照先非破壞性分析再破壞性分析的順序開展。這是因?yàn)橐坏悠繁黄茐?，就難以還原了，一些可能被忽略掉的信息再也無法追回了。常見的失效分析方法 如下 ：

1、非破壞性分析

（1）目檢—OM（Optica Microscope）

利用高倍數(shù)顯微鏡對(duì)芯片或者封裝表面進(jìn)行視覺檢測(cè)。觀察芯片表面沾污、裂紋、腐蝕，金屬外殼絕緣子裂紋，鍍層腐蝕、脫落，鍵合絲缺失、損傷、連接錯(cuò)誤等。

（2）電測(cè)試

測(cè)試器件功能、參數(shù)等。

（3）X射線照相—X-Ray/ Computed Tomography (CT) X-Ray

利用X光和CT對(duì)芯片進(jìn)行拍照從而得出內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。如果需要得到更詳細(xì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以將樣品進(jìn)行360°拍照，然后利用圖像處理技術(shù)構(gòu)建出芯片的3D結(jié)構(gòu)圖。X光和CT用于檢查鍵合金絲完整性，焊點(diǎn)與焊盤的焊接情況，密封區(qū)、粘片區(qū)的空洞問題。

（4）超聲掃描—SAT/SAM (Scanning AcousticTomography/Scanning Acoustic Microscopy)

SAT/SAM利用超聲波在不同介質(zhì)中的反射系數(shù)，得出封裝內(nèi)部的結(jié)構(gòu)圖。通過檢測(cè)反射波來檢測(cè)封裝結(jié)構(gòu)中的分層、空洞、裂紋等問題。且SAM的精度與分辨率是強(qiáng)于SAT的。

（5）密封

通過粗檢漏、細(xì)檢漏判斷器件氣密性和漏率。

（6）粒子（顆粒）碰撞噪聲檢測(cè)（PIND）

通過顆粒噪聲檢測(cè)器件內(nèi)是否存在可動(dòng)多余物。

（7）內(nèi)部氣氛檢測(cè)

測(cè)量密封器件內(nèi)部水汽、氧氣、二氧化碳等內(nèi)部氣氛的種類及含量。

2、破壞性分析

（1）開蓋—Decapsulation

大部分封裝所造成失效都能通過上述的非破壞性分析手段檢測(cè)出來，但是如果需要對(duì)芯片進(jìn)行檢測(cè)就得去封裝（開蓋）。目前Decapsulation的手段有兩種，即：化學(xué)法（利用硫酸和硝酸去腐蝕開蓋）和 激光法（利用激光將封裝熔解）。

（2）電氣故障—EFA （Electrical Failture Analysis ）

a、Electrical Testing

利用探針臺(tái)+半導(dǎo)體分析儀+電學(xué)測(cè)試設(shè)備，利用探針對(duì)芯片內(nèi)部進(jìn)行采樣和施加激勵(lì)，直接對(duì)電路模塊進(jìn)行電學(xué)特性分析。這是最普遍的電學(xué)失效分析手段，不過探針的扎針落點(diǎn)有很多限制，有時(shí)得配合FIB和金屬去層才能對(duì)指定的模塊進(jìn)行電學(xué)性能測(cè)量。

b、Photo Emission Microscope (EMMI InGaAs OBIRCH)

其中關(guān)于EMMI的部分在之前有分享過，傳統(tǒng)EMMI的探頭為CCD，而InGaAs是EMMI的一種探頭，兩者的接收波段有區(qū)別，且InGaAs更加快速與靈敏。

OBIRCH是利用紅外激光照射局部位置引起熱梯度造成局部電阻變化，從而觀察到電流變化。阻抗異常其電流變化會(huì)與其它地方不同，從而定位失效點(diǎn)。EMMI InGaAs OBIRCH是三種應(yīng)用非常廣泛的FA手段，其結(jié)果不如SEM， X-Ray等技術(shù)直觀，且依賴偏置條件，但是能快速定位失效點(diǎn)，其應(yīng)用場(chǎng)景遠(yuǎn)比SEM等廣泛，是主流的失效分析手段之一。日后筆者會(huì)總結(jié)EMMI的分析心得，進(jìn)行EMMI前最好先對(duì)失效點(diǎn)及失效原因有個(gè)推斷，然后給予適當(dāng)?shù)钠脳l件。

（3）PFA （Physical Failure Analysis）

物理失效分析就需要對(duì)芯片進(jìn)行一些物理處理，其中最主要的處理方式一個(gè)是縱刨，一個(gè)是金屬去層?？v刨的樣品制備包括清洗、安裝然后將樣品放入聚酯或環(huán)氧樹脂中。

去層工藝使用化學(xué)溶液/氣體蝕刻和機(jī)械拋光來緩慢、精確地去除芯片上的每一層金屬。

（4）聚焦離子束—FIB (Focus Ion Beam)

因?yàn)镕IB聚焦離子束是一種基于高能離子束的微納加工與分析技術(shù)，核心是通過液態(tài)金屬離子源（多為鎵Ga+）產(chǎn)生聚焦離子束，對(duì)材料進(jìn)行納米級(jí)操控，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、材料科學(xué)、納米技術(shù)等領(lǐng)域。同時(shí)，F(xiàn)IB聚焦離子束加工分析技術(shù)也是微納尺度下的“精準(zhǔn)操控工具”，兼具加工與分析能力，是現(xiàn)代半導(dǎo)體、材料科學(xué)的核心技術(shù)之一，所以由于它是IC設(shè)計(jì)公司最常用的失效分析手段之一，這里就不贅述了。

（5）掃描電子顯微鏡—SEM（Scanning Electron Microscope ）

SEM也是常用手段之一，因?yàn)槠浞糯蟊稊?shù)很大，所以利用其他手段確認(rèn)失效點(diǎn)后便可利用SEM進(jìn)行直觀觀察，從而確認(rèn)失效原因。SEM可以對(duì)表面進(jìn)行觀察，也可配合縱刨技術(shù)對(duì)截面進(jìn)行觀察。

（6）掃描電容顯微鏡—SCM（Scannin Capacitance Microscope）

掃描電容顯微鏡，這種顯微鏡主要是利用探針對(duì)半導(dǎo)體器件施加信號(hào)，然后測(cè)量C-V曲線，從而確定半導(dǎo)體器件的摻雜類型。

而類似AFM、TEM、EDX、XPS、XRD等微觀物相測(cè)量手段，一般是Fab進(jìn)行更深層次的失效分析時(shí)才會(huì)用到，Design House一般不需要介入如此深的物相表征。

（7）紅外成像

通過紅外成像，觀察芯片表面熱點(diǎn)位置，判斷是否存在擊穿、短路等問題。

六、失效分析（FA）技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)

以下就是本章節(jié)要跟大家分享的關(guān)于失效分析（FA）技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)的培訓(xùn)，如有遺漏或是不足之處，希望大家多多包涵，內(nèi)容如下：

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因?yàn)楸綪PT章節(jié)太多，剩下部分如有朋友有需要，可私信我邀請(qǐng)您加入我“知識(shí)星球”免費(fèi)下載PDF版本。注意：此資料只可供自己學(xué)習(xí)，不可傳閱，平臺(tái)有下載記錄，切記！歡迎加入后一起交流學(xué)習(xí)。

七、失效分析（FA）的技術(shù)手段

因?yàn)槭Х治觯‵A）的工作就是采用各種測(cè)試和分析技術(shù)，結(jié)合失效分析（FA）技術(shù)人員的專業(yè)背景和工程經(jīng)驗(yàn)，通過一定的分析程序，對(duì)失效進(jìn)行分析、推理和判斷的過程，所以相關(guān)的分析技術(shù)手段還是挺多，比較常見的如下：

1、失效分析的電氣測(cè)試技術(shù)

主要是對(duì)用于失效現(xiàn)象、失效模式進(jìn)行確認(rèn)，以及在失效激發(fā)及驗(yàn)證試驗(yàn)前后的電性能測(cè)試。通過測(cè)試可以進(jìn)行失效的電學(xué)定位，縮小物理分析過程和區(qū)域，而利用光、熱、磁場(chǎng)等進(jìn)行的物理性能探測(cè)也需要電測(cè)技術(shù)的配合；

2、顯微形貌分析技術(shù)

這是對(duì)功率器件的進(jìn)行外觀和內(nèi)部檢查的技術(shù)，是進(jìn)行失效定位和機(jī)理分析的最基本和最重要的手段。因功率芯片在微觀結(jié)構(gòu)達(dá)到微米甚至納米級(jí)別，所以除了光學(xué)顯微鏡還包括掃描電子顯微鏡SEM、透射電子顯微鏡TEM等電子顯微分析技術(shù)和手段。

3、顯微結(jié)構(gòu)分析技術(shù)

是指以X射線顯微透視、掃描聲學(xué)顯微（SAM）探測(cè)等為代表的無損顯微結(jié)構(gòu)探測(cè)技術(shù)?？梢栽诓黄茐氖悠返那闆r下獲得器件或模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，探測(cè)其可能存在的缺陷，如空洞、斷線、界面分層、材料裂紋等。

4、物理探測(cè)技術(shù)

失效定位是決定失效分析是否成功的關(guān)鍵，很多時(shí)候僅通過電測(cè)或顯微形貌和結(jié)構(gòu)觀察無法進(jìn)行準(zhǔn)確的失效定位。因器件內(nèi)部失效區(qū)域和缺陷點(diǎn)在應(yīng)力或粒子激發(fā)的條件下可能會(huì)出現(xiàn)異常的電壓、發(fā)光、發(fā)熱等現(xiàn)象，因此采用探測(cè)器件內(nèi)部的電、光、熱等物理性能的方法就可以進(jìn)行失效定位，具體的技術(shù)包括電子束測(cè)試EBT、微光探測(cè)、顯微紅外熱成像、顯微磁感應(yīng)技術(shù)等。

5、微區(qū)成分分析技術(shù)

器件發(fā)生成分變化也會(huì)發(fā)生失效，多余的雜質(zhì)玷污也可能是造成失效的原因。因器件的微觀結(jié)構(gòu)和微量成分的特點(diǎn)，這種成分分析技術(shù)必須是微區(qū)和微量。具體有能量散射譜儀EDS、俄歇電子譜法AES、二次離子質(zhì)譜法SIMS、X射線光電子譜法XPS、傅里葉紅外光譜法FT-IR、內(nèi)部氣氛分析法IVA等。

6、應(yīng)力試驗(yàn)技術(shù)

器件失效均與應(yīng)力有關(guān)，這些應(yīng)力包括溫度、濕度、電壓、電流、功率、機(jī)械振動(dòng)、機(jī)械沖擊、恒定加速度、熱沖擊和溫度循環(huán)等。因此，在失效分析時(shí)，有時(shí)就需要開展一些應(yīng)力試驗(yàn)來激發(fā)失效、復(fù)現(xiàn)失效模式或觀察在應(yīng)力條件下失效的變化趨勢(shì)，從而有助于分析失效機(jī)理、確定失效原因。

7、解剖制樣技術(shù)

因功率芯片或模塊的封裝材料和鍵合線的不透明性，對(duì)于大部分失效分析技術(shù)問題，必須采用解剖制樣技術(shù)，實(shí)現(xiàn)芯片表面和內(nèi)部的可觀察性和可探測(cè)性。例如開封技術(shù)、半導(dǎo)體芯片表面去鈍化層和去層間介質(zhì)層技術(shù)、機(jī)械剖面制備技術(shù)和染色技術(shù)。而對(duì)于開展TEM分析來說，還需要采用聚焦離子束FIB進(jìn)行微米甚至納米尺度的切割和制樣。

八、失效分析（FA）技術(shù)的發(fā)展

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和工業(yè)水平的提高，失效分析技術(shù)在國(guó)內(nèi)越來越受到重視，目前我國(guó)各行業(yè)的材料工藝及綜合性研究所（如中國(guó)航發(fā)北京航空材料研究院，航空工業(yè)綜合所，航天材料及工藝研究所，電子五所等）；高等院校（如華南理工大學(xué)，北京航空航天大學(xué)等）的材料學(xué)院；各材料工業(yè)部及科學(xué)院所屬的研究機(jī)構(gòu)（鋼鐵研究總院，有色金屬總院，中科院金屬所等）以及一些大型企業(yè)內(nèi)部研究單位和中心實(shí)驗(yàn)室，均有能力從事一定程度的失效分析工作?？傊覈?guó)的失效分析發(fā)展的最大特點(diǎn)就是行業(yè)特征明顯，各大失效分析研究機(jī)構(gòu)較多分布于各行業(yè)內(nèi)部。

1、航空工業(yè)綜合所在失效分析工作方面具有較強(qiáng)的專業(yè)實(shí)力。首先，作為一家綜合性研究所，通常以第三方身份參與航空裝備相關(guān)的失效分析工作。其次，航空工業(yè)綜合所具有較強(qiáng)的綜合研究力量，基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究多學(xué)科交叉，能夠?yàn)槭Х治龉ぷ饔龅降亩喾N類學(xué)科問題提供堅(jiān)實(shí)的專業(yè)支撐。

2、電子元器件失效分析作為可靠性物理的核心內(nèi)容，在可靠性工程應(yīng)用中起重要的支撐作用，但失效分析工作對(duì)元器件和整機(jī)系統(tǒng)來說，作用有所不同。

對(duì)元器件生產(chǎn)廠家來說，失效分析的最終目標(biāo)是提交合格的產(chǎn)品，保證和改進(jìn)元器件本身的可靠性，滿足工程應(yīng)用需求，并提高競(jìng)爭(zhēng)力。其析出失效的環(huán)節(jié)是產(chǎn)品的全壽命周期，包括初樣試驗(yàn)、原材料選擇、工藝鑒定、生產(chǎn)過程檢驗(yàn)、篩選試驗(yàn)、鑒定檢驗(yàn)試驗(yàn)、質(zhì)量一致性檢驗(yàn)及用戶的試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)使用等，而失效分析的目的也是確定失效與其中哪些環(huán)節(jié)相關(guān)，為改進(jìn)提供依據(jù)。

九、寫在最后的話

鑒于失效分析的重要作用，應(yīng)將這項(xiàng)工作貫穿于電子元器件設(shè)計(jì)、研制、生產(chǎn)、試驗(yàn)和使用全過程，這些技術(shù)過程中需要進(jìn)行失效分析才能得以完成或完善。最簡(jiǎn)單的道理就是：因?yàn)榭煽啃允且圆粩嗟嘏c失效做斗爭(zhēng)才能得以維持或提高的，如果對(duì)失效的本質(zhì)不了解，就不能做到知己知彼，就難以獲得取勝的條件。

總之，失效分析（FA）技術(shù)是連接失效現(xiàn)象與根本原因的關(guān)鍵技術(shù)，尤其在硅基新能源、半導(dǎo)體等領(lǐng)域，通過系統(tǒng)性分析可解決“材料/器件為何失效”的核心問題，為產(chǎn)品優(yōu)化提供依據(jù)。如需具體案例分析（如電池或器件失效），可進(jìn)一步結(jié)合材料表征與電學(xué)測(cè)試數(shù)據(jù)深入溯源。

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