失 效 现 场 信 息 调 查 外 观 检 查 失 效 模 式 确 认 方 案 设 计 非 破 坏 性 分 析 破 坏 性 分 析 综 合 分 析 报 告 编 写
操作原则： 操作原则： 先外部后内部； 先非破坏性后半破坏性； 最后破坏性； 避免引进新的失效机理。
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一些分析途径简介
1. 非破坏性分析的基本途径（先实施易行的，低成本的） • 外观检查 •模式确认（测试和试验，对比分析） •检漏 •可动微粒检测（PIND） •X光照相 光照相 •C－sam － •模拟试验
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注：电子产品的寿命：包括硬件寿命到期；技术寿命到期（过了换代期的电子产品 ）
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可靠性工程新旧观念对比
传统可靠性观念： 传统可靠性观念： 是以失效数据的统计和分析为手段，表征产品的可靠性，比如MTBF。 可靠性的新观念： 可靠性的新观念： 是以失效分析为手段，寻找失效的根本原因，并加以解决以达到从根本 上提高可靠性的目的。 几个概念： 可靠性强化试验(RET, Reliability Enhancement Testing）,或称为步进 可靠性强化试验 应力试验；高加速寿命试验HALT，高加速应力筛选HASS等面向失效分析 的可靠性新技术 失效物理学（Pof，Physics of Failure），把失效作为主体研究，通过 失效物理学 激发，研究和根治失效达到提高可靠性的目的
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3. 失效信息调查与方案设计
信息类别： 信息类别： 基本信息：包括处于管理需要的信息，包括样品来源，型号，批次， 编号，时间，地点等。 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: 整机故障现象,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,失效率及随时间的变化. 特定的生产工艺: 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.
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IR CO一些例子
Eg1. ESD失效机理－解释 失效机理－ 失效机理
定义：处于不同静电电位的两个物体间发生的静电电荷转移就 形成了ESD，这种静电放电将给电子元件带来损伤，引起产品 失效。 突发性失效和潜在 电子元器件由静电放电引发的失效可分为：突发性失效 潜在 突发性失效 性失效两种模式。 性失效
电子元器件失效分析_______培训总结报告 培训总结报告 电子元器件失效分析
尤利宁 贺永红 2006-7-6
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提纲：
1. 可靠性的基本概念和新的观念； 2. 失效分析的8个步骤； 3. 失效分析的概念，目的，作用，对象和分类； 4. 与我们生产有关的例子； 5. 失效分析的新技术。
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ESD 损伤图片
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Eg2. 塑封器件分层效应（“爆米花效应”） 塑封器件分层效应（ 爆米花效应”
这个例子可以帮助我们理解失效分析的作用和失效部件的重要 性。
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二. 失效分析基本概念
失效：功能退化或着功能丧失； 失效 失效模式：失效现象的表现形式，如开路，短路，参数漂移，不稳定 失效模式 等； 失效机理：导致失效的物理化学变化过程，和对这一过程的解释，如 失效机理 电迁移开路，银电化学迁移短路。工程上，也会把失效原因说成失效 机理。 应力：驱动产品完成功能所需的动力和产品经历的环境条件。是产品 应力 退化的诱因； 缺陷： 缺陷：
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失效模式的概念和种类
失效模式：就是失效的外在表现形式，不需要深入说明其物理 原因 按持续性分类：致命性失效，间歇失效，缓慢退化； 按失效时间分类：早期失效，随即失效，磨损失效； 按电测试结果分类：开路，短路或漏电，参数漂移，功能失效 按失效原因分类：EOS（Electrical over Stress/ESD (Electrostatic Discharge);制作工艺不良。
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失效分析的目的和作用
失效分析:是对已失效的器件进行的一种事后检查，使用电测 试和先进的物理，进行和化学分析技术，验证所报告的失效， 确定其失效模式，找出失效机理。 失效分析程序应得出相应结论，确定失效原因或相应关系，或 着在生产工艺，器件设计，试验或应用方面采取措施，以消除 失效模式或机理产生的原因，或防止其重新出现。
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去除钝化层技术
化学方法去除钝化层
在真空条件下，等离子体轰击去除钝 化层。 缺点：对半导体材料表面有损伤，而 且有辐射，会影响材料的性质
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金相切片制备技术
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不加电的内部检验设备
金相显微镜，扫描电镜（SEM）
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能谱仪（ 能谱仪（EDS）及其特点 ）
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加电的内部检查
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四. 失效分析技术与设备
1. 基本思路： 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
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2. 基本流程： 基本流程：
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关于可靠性？ 一. 关于可靠性？
电子产品可靠性定义： 电子产品可靠性定义： 是指产品在规定的条件下及规定的时间内完成规定功能的能 力，它是电子产品质量的一个重要组成部分。 可靠性的表征： 可靠性的表征： 寿命；失效率；故障；MTBF；返修；赔偿……
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突发性失效： 突发性失效： 是指元器件受到ESD损伤后，突然完全丧失其规定的功能 ，主要表现为开路，短路或参数严重漂移。 潜在性失效： 潜在性失效： 是指静电放电能量较低，仅在元器件内部造成轻微损伤， 放电后器件电参数仍能合格或略有变化，但器件的抗过电的能 力已经明显削弱，再受到工作应力后将进一步退化，使用寿命 将明显缩短。
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失效分析的对象
实物对象：包括已发生失效或发生重要变化的测试结构，半成 品，试制品，试验品，整机应用以及外场应用失效品。 过程对象：包括元器件的研发过程和应用过程。 研发过程:可细分为设计优化，制造工艺优化，测试筛选 与评价试验优化等过程（比如Hexfred Ir漂移事件的解决，我 们设计新的筛选程序）； 应用过程：元器件选型，二次筛选条件优化，设备研制生 产中的故障控制对策，可靠性增长，全寿命维护等（更偏向用 户）
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ESD失效的不同机理 失效的不同机理
过电压场致失效： 过电压场致失效： 发生于MOS器件，包括含有MOS电容或钽电容的 双极性电路和混合电路； 过电流热致失效：多发生于双极器件，包括输入用pn结二极管保护 过电流热致失效： 电路的MOS电路，肖特基二极管以及含有双极器件的混合器件 实际发生哪种失效，取决于静电放电回路的绝缘程度！ 实际发生哪种失效，取决于静电放电回路的绝缘程度！ 如果放电回路阻抗较低，绝缘性差，器件往往会因放电期间的 强电流脉冲导致高温损伤，这属于过电流损伤； 相反，因阻抗高，绝缘性好，器件接受高电荷而产生高压，导 致强电场损伤，属于过压损伤。
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另一领域的失效分析
医药学的历史与人类的病痛一样长，大量医药科学的进步都是建立 在外科医生的尸体解剖上。（仁慈的东方人除外）； 在这个专业领域，这一做法通常称为“失效分析”； 每个失效部件都应被视为进行可靠性改进的机会，从这个角度讲， 失效部件有时甚至是“珍贵的”
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1. C－Sam 和X射线透视仪 － 射线透视仪
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C－Sam和X射线透视仪的成像 － 和 射线透视仪的成像
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2. 半破坏性分析的基本途径（多余物，污染，缺陷，微区电特 性和电光热效应）
•可动微粒收集 •内部气氛检测 •开封：专用工具，研磨，观察研磨面塌陷区域； 湿法腐蚀（化学法）：硫酸，硝酸； 干法腐蚀：在真空条件下，等离子体轰击 •不加电的内部检验：光学，SEM，微区成分； 不加电的内部检验： 不加电的内部检验 光学， ，微区成分； •加电的内部检验： 微探针，热像，光发射，电压衬度像，束感生电 加电的内部检验： 加电的内部检验 微探针，热像，光发射，电压衬度像， 流像，电子束探针。 流像，电子束探针。