電子元器件失效分析企業(yè)該如何做

隨著人們對電子產(chǎn)品質(zhì)量可靠性的要求不斷增加，電子元器件的可靠性不斷引起人們的關(guān)注，如何提高可靠性成為電子元器件制造的熱點問題。例如在衛(wèi)星、飛機、艦船和計算機等所用電子元器件質(zhì)量可靠性是衛(wèi)星、飛機、艦船和計算機質(zhì)量可靠性的基礎(chǔ)。這些都成為電子元器件可靠性發(fā)展的動力，而電子元器件的失效分析成為其中很重要的部分。

可靠性工作的目的不僅是為了了解、評價電子元器件的可靠性水平，更重要的是要改進、提高電子元器件的可靠性。所以，在從使用現(xiàn)場或可靠性試驗中獲得失效器件后，必須對它進行各種測試、分析，尋找、確定失效的原因，將分析結(jié)果反饋給設(shè)計、制造、管理等有關(guān)部門，采取針對性強的有效糾正措施，以改進、提高器件的可靠性。這種測試分析，尋找失效原因或機理的過程，就是失效分析。

失效分析是對電子元器件失效機理、原因的診斷過程，是提高電子元器件可靠性的必由之路。元器件由設(shè)計到生產(chǎn)到應(yīng)用等各個環(huán)節(jié)，都有可能失效，從而失效分析貫穿于電子元器件的整個壽命周期。因此，需要找出其失效產(chǎn)生原因，確定失效模式，并提出糾正措施，防止相同失效模式和失效機理在每個元器件上重復(fù)出現(xiàn)，提高元器件的可靠性。

中小型公司缺乏失效分析概念產(chǎn)品一再損壞無法查到源頭

一方面，一些中小型電子產(chǎn)品生產(chǎn)商沒有良好的物料控制體系，不能對物料進行有效的追溯。一旦出了問題，很難查到當(dāng)年的渠道和來源，甚至不能保證物料的真?zhèn)?。更有甚者，一些企業(yè)就沒有失效分析的概念，停留在壞了就修的救火狀態(tài)，也談不到從根本上吸取教訓(xùn)的問題。有的企業(yè)一個芯片用上去總是損壞，就認為是芯片質(zhì)量不好，卻沒有從根本上去分析損壞的原因，盲目下結(jié)論。結(jié)果換了一個廠家的芯片照樣壞，多年后才發(fā)現(xiàn)是自己的電路就缺乏防護設(shè)計。

另一方面，幾乎所有的電子元器件生產(chǎn)商面對失效品都采取回避的態(tài)度，對于國際一線品牌。一般的流程是先提供失效樣品，而后填寫問卷，而后送到全球失效分析中心排隊分析，結(jié)果一個失效分析下來往往要1~2個月。而拿到的報告往往是說用戶使用不當(dāng)。比如靜電沒有保護好、潮濕敏感器件出了爆米花效應(yīng)之類的。好像從來就沒有電子元器件生產(chǎn)商的責(zé)任。而事實上，對于很多器件，特別是新推出的某些專用芯片，往往在其剛剛進入市場時會有很多bug，這些bug會造成這樣那樣的失效，而bug又是電子器件生產(chǎn)商遮遮掩掩的。

而且，對于很多中小企業(yè)而言如果他們進貨渠道很多，很多時候在第一個環(huán)節(jié)就被原廠給拒絕了。一般而言原廠都是要求由代理商提供失效樣品的送樣。結(jié)果就出現(xiàn)了新的代理一查批號說不是我買的貨，我不能送樣。而原來的供應(yīng)商則說，你都不買我的貨了，我為什么給你送樣的情況，導(dǎo)致很多中小企業(yè)的東西損壞的不明不白。

企業(yè)應(yīng)具備失效分析能力提前預(yù)防避免損失

也許你會說，不是有專業(yè)的失效分析公司么？是的，目前有很多做電子元器件失效分析的公司，但是其中良莠不齊。一個比較普遍的現(xiàn)象是，缺乏深層次失效機理的分析能力。很多都停留在使用高精尖的設(shè)備發(fā)現(xiàn)失效點上，至于為什么出現(xiàn)這種失效，如何避免，究竟是誰的責(zé)任，往往不能提供很深入的幫助。

因此企業(yè)需要有一定的失效分析能力，這其中也有個需要注意的問題。一個是儀器的配備，一個是人員的配備。高級的失效分析儀器往往價格昂貴，像掃描電鏡都是數(shù)以百萬計的儀器。對于一般的企業(yè)，往往沒有實力配備全套的儀器設(shè)備。另一方面，就是配備了這些儀器設(shè)備，對于儀器的操作、結(jié)果的判讀、機理的推斷都需要有高素質(zhì)的失效分析人員來進行。要配備齊全的設(shè)備和專家的人員對一般企業(yè)而言都是很難做的，這就是失效分析尷尬的現(xiàn)狀。

針對失效分析企業(yè)該如何做？

一、培養(yǎng)失效分析隊伍

難做不等于不能做。對于絕大多數(shù)企業(yè)而言，根據(jù)自己的實力來裝備培養(yǎng)自己失效分析隊伍也是需要的。一般的企業(yè)做失效分析可以先配備一個晶體管圖示儀，好點的國產(chǎn)貨也就萬把塊錢。在一個儀器上培養(yǎng)這方面的人，就比全面鋪開要方便很多。而通過晶體管圖示儀基本上可以把失效器件定位到失效的管腳上，如果條件好，還能確認是電過應(yīng)力損壞還是靜電損壞。知道了這兩點就可以幫助開發(fā)人員檢查設(shè)計，而如果是靜電損傷，則可改善生產(chǎn)使用的防護條件了。

二、建立金相分析實驗室

如果想要再進一步分析，則需要建立一個金相分析實驗室了。這所需要的設(shè)備為：金相顯微鏡、體視顯微鏡和切割機、磨拋機及制樣的耗材了。如果有了這樣的實驗室，除了可以看各種元器件的表面損傷外，還可以通過制作切片的方法觀察內(nèi)部情況。而且實驗室到了這個層次，不僅僅可以用作元器件的失效分析，也可以用于焊接組裝工藝失效的檢查，比如檢查焊接情況、金屬間化合物的生成情況等。而且這時還可以用于元器件的最初認證及進行破壞性物理分析。

到這個階段基本上投入就比較大了。如果使用全套進口設(shè)備，那么總價至少也要60~90萬人民幣左右。如果使用國產(chǎn)設(shè)備那么投入可以少很多。采用全套國產(chǎn)設(shè)備，基本上可以在10萬人民幣以內(nèi)完成。此時對人員素質(zhì)上，需要有了解電子元器件材料科學(xué)、半導(dǎo)體物理學(xué)的人員進行相關(guān)工作。

對于集成電路而言，很多失效都是發(fā)生在鍵合系統(tǒng)上的，也就是管腳和集成電路芯片的連接上。用金相切片的方法，很多時候會破壞芯片的鍵合系統(tǒng)。這時候，可能會用到開封機來打開集成電路表面的塑料材料。對于很多企業(yè)而且言，這個東西就太貴了，往往要幾萬美元。而且還要經(jīng)常更換噴嘴之類昂貴的耗材，所以很多企業(yè)干脆就不買這個東西，采用手工開封的方法進行，youtube上甚至可以看到老外這么干。不過開封需要使用到強酸，有些化學(xué)藥品還屬于國家管制藥品，需要到公安局去備案。而且實際實施時，不論是用開封機還是手工開封，都需要在通風(fēng)廚中進行，做好個人防護。對于人員而言，除了上述知識外，要動用強腐蝕的化學(xué)藥品，原則上要有“危險化學(xué)品作業(yè)證”。

三、借助失效分析公司或者高校

一般的企業(yè)做到以上這個層次就可以了。如果在進行上述分析后還無法定案，這時候可以到社會上的失效分析公司，或者到大學(xué)高校中去，租借他們的設(shè)備進行分析。對于懷疑有來料問題做造成的批次失效鑒別時，則一定要去具有IEC 17025認證的實驗室去做第三方分析鑒定。他們出具的報告才有法律效力。

如果一個企業(yè)要把自己的企業(yè)做成百年老店，就必須要有質(zhì)量過硬的產(chǎn)品。而失效分析是發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題的重要手段，對提升質(zhì)量有重要意義，希望我們的失效分析不再尷尬。