半导体失效分析.pdf

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1、元器件失效分析概论及案例失效分析研究中心：张伟失效分析实验室简介•人员组成：20人，其中研究生以上学历占半数以上，包含电子、材料、化学、机电等专业。•失效分析实验室由样品前处理室，显微分析室，无损检测室，电性能测试，化学分析，物理性能检测等实验室组成。拥有各种先进的分析、测试仪器近百台，价值在千万以上，同时实验室还在不断的建设中。•研究中心现开展电子产品中电子、微电子元器件、组件、焊点、PCB板的失效分析及相关质量评估工作，同时开展金属材料，涂/镀层，高分子材料的失效分析工作，产品的可靠性评估方案设计及分析也是本研究中心重点开展

2、的服务项目。FailureAnalysis效分析的一般流程失效发生失效样品保存搜集失效及环境信息外观检查失效分析方案设计性能测试应力试验分析内部分析开封、剥层故障模拟分析定位失效点物理分析确定失效机理纠正措施结果验证FailureAnalysis有的人这样理解失效分析•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进行的尸体解剖上。•在我们的专业领域，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。失效部件有时甚至是“珍贵的”。FailureAnalysis失效样品保护•机械损伤

3、和环境腐蚀所引起的失效现象,必须对失效样品进行拍照以保存其原始形貌。•避免环境（温度和湿度）应力、电和机械应力对失效样步样品的进一步损伤伤，在件在传递一些小的元器件时必要的装载必须保证。•不要随意返修那些可能失效元器件的焊点。•不要使用机械或电气的探头企图拟合开路的焊点与PCB通孔。•不要污染或损伤样品。FailureAnalysis《失效分析详细信息调查表》生产批次产品数据、存货量和储存条件地点、时间工艺过程，使用情况及失效日期工艺条件，装配条件及相同失效发生的有产品记录关记录。工作条件电路相关信息，失效前发生了发些操作。失效

4、类型（特性退化，完全失效或间歇性失效详情失效），失效比例和失效现象（功能失效，参数漂移，开路，短路等）FailureAnalysis本课程的目的•失效分析技术的用途与价值•了解失效分析技术发展状况•希望更多人关心、支持和参与可靠性工程FailureAnalysis本课程的对象•失效分析技术人员•生产和质量管理人员•设计师、工艺师、质量师和可靠性师•试验技术人员•技术服务人员•……FailureAnalysis主要内容•产品可靠性基本概念•失效分析的定义和作用•失效模式分析•元器件常见失效机理及案例简述•失效分析技术及案例简述Fa

5、ilureAnalysis1.产品可靠性基本概念•产品可靠性是指产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。•产品的可靠性是指产品在使用过程中尽量不出故障、少出故障的一种特性，是产品质量的时间指标。•产品的废品率p是指产品在检验时刻的不合格率，•产品的失效（故障）率λ是指产品在一定时间区间内的故障比率。•元器件的可靠性还包括失效模式、失效机理、环境适应性、参数随时间变化等特征。FailureAnalysis最成功的失效分析是防范于未然－良好的可靠性设计FailureAnalysis•失效--丧失功能或降低到不能满足规定的

6、要求。•失效模式--失效现象的表现形式，与产生原因无关。如开路、短路、参数漂移、不稳定等。•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是失效机理。•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,是产品退化的诱因。•缺陷—产品设计或制造上的不完善，在应力作用下易失效部位。FailureAnalysis2.失效分析的定义和作用•失效分析是对已失效器件进行的一种事后检查。使用电测试以及先进的物理、金相和化学的分析技术，验证所报告的失效，确定其失效模式，

7、找出失效机理。•失效分析程序应足以得出相应结论，确定失效的原因或相应关系，或者在生产工艺、器件设计、试验或应用方面采取纠正措施，以消除失效模式或机理产生的原因,或防止其重新出现。－－GJB548A‐96微电子器件试验方法和程序，方法5003微电路的失效分析程序”FailureAnalysis失效分析在可靠性工程中的支撑作用FailureAnalysis3.失效模式分析•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，易于记录和报告。•按电测结果分类：开路、短路或漏电、参数漂移、功能失效•按失效的持续

8、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、随机失效、磨损失效•按发生的起因阶段分类：制造（工艺）失效、设计上失效、误用失效、系统性失效。•起源：自然失效和人为失效。•失效的关联：关联失效与非关联（独立）失效，首次失效与二次失效。•。。。F