电子产品失效分析
电子元器件失效分析技术及经典案例
李少平老师：高级工程师，1984年毕业于成都电讯工程学院（现中国电子科技大学）半导体器件专业，毕业后一直在中国赛宝实验室（信息产业部电子第五研究所）可靠性研究分析中心从电子产品可靠性分析、研究工作。
长期从事对电子企业的可靠性增长和产品失效分析工作，具有丰富的失效分析经验，并积累了大量的经典分析案例，是中国赛宝实验室（信息产业部电子第五研究所）可靠性研究分析中心资深的失效分析专家。
主要培训的企业有：美的失效分析实验室建设技术咨询和失效分析技术培训，海尔检测中心的技术咨询和失效分析技术培训，广东核电进行电子元器件老化技术，继电器老化管理，板件老化管理培训，中兴通讯的失效分析技术培训，富士康失效分析技术现场研讨，中国赛宝实验室元器件可靠性研究分析中培训学员的实习指导，以及失效分析专题公开培训。
先后参与《失效分析经典案例100例》和《电子元器件失效技术》的编写。
中国赛宝实验室（信息产业部电子第五研究所）是可靠性专业的综合研究所，属下的可靠性研究分析中心专门从可靠性物理的研究和分析工作，面向军、民企业提供可靠性支撑技术，直接的服务主要是包括失效分析的可靠性技术。
可靠性物理及其应用技术国家重点实验室的依托实体就是信息产业部电子第五研究所可靠性研究分析中心。
电子元器件QFN焊点失效分析和改进措施
电子元器件QFN焊点失效分析和改进措施摘要QFN器件性能卓越，在电子电路中为核心器件，则其焊点可靠性直接关系到整个产品的性能。
本文重点分析了QFN器件的焊点失效模式及其原因，并在设计和工艺上提出了改善措施。
关键词来料不良；设计缺陷；焊点开裂；空洞；QFN全称为Quad Flat No-leads Package,该封装元器件具有体积小、重量轻、优越的电性能及散热性能等优点，在电子行业军民用领域中均得到广泛应用。
由于QFN器件引脚众多，一旦某个引脚焊点失效，将直接影响整个电路的性能，因此对QFN器件焊点失效分析和改进措施研究显得尤为重要。
1 QFN器件简述一般QFN有正方形外形和矩形两种常见外形。
电极触点中心距常见的有1.27mm、0.65mm、0.5mm。
QFN器件是一种无引脚封装，它有利于降低引脚间的自感应系数，其封装底部中央位置有一个大面积裸露焊盘用来导热，围绕大焊盘的封装外围四周有实现电气连接的导电引脚。
QFN引脚也称为可焊端，按可焊端分类可分为两种：连续性可焊端和非连续性可焊端。
连续性可焊端的QFN，底部引脚与侧面引脚均进行了镀锡处理。
非连续性可焊端的QFN，底部引脚镀锡处理但是侧面引脚未进行镀锡处理，底部焊脚为主要焊接面，侧边焊点主要起到辅助加固及方便目视检查的作用。
非连续性可焊端的QFN器件制造过程为：成品圆片→划片→装片→焊线→塑封固体→电镀→贴膜→切割→去膜本体分离→测试印字编带→包装标签入库。
IPC标准中要求QFN底部焊盘焊锡浸润良好，无短路空洞现象，对侧面焊点爬锡高度没有明确要求，但在军用产品和适用IPC三级标准产品里面，无论哪种QFN器件，不仅要求底部焊盘焊点浸润良好，无短路空洞现象，对侧面引脚焊锡应满足100%爬锡，只有这样才能让产品获得高稳定高可靠的电气性能和机械性能。
2 QFN器件焊点失效分析影响QFN器件焊点失效现象大致归类可分为：器件本身失效、焊点开裂、焊点空洞、锡少、引脚短路、引脚不上锡。
器件不良分析报告
器件不良分析报告1. 引言本文旨在对某器件不良情况进行分析，并提供解决方案。
该器件是一种重要的电子元件，广泛应用于各种电子产品中。
通过对不良情况的分析，可以帮助生产厂商改进质量控制流程，提高产品质量。
2. 不良情况描述在生产过程中，我们注意到该器件的不良率出现了明显的上升趋势。
表现为以下几种常见的不良情况：1.器件失效：一些器件会在使用过程中失效，无法正常工作。
2.电性能异常：部分器件的电性能出现异常，如电压波动、电流异常等。
3.尺寸不符合要求：部分器件的尺寸与设计要求不符，导致无法正确安装或连接。
4.外观不良：器件的外观存在缺陷，如划痕、凹陷等，影响整体产品的美观度。
3. 不良分析3.1 器件失效分析经过对失效器件的分析，发现多数失效是由于电路连接问题引起的。
在生产过程中，由于工人操作疏忽或设备故障，导致电路连接不稳定，从而使器件失效。
3.2 电性能异常分析电性能异常主要是由于器件内部元器件损坏引起的。
通过仔细观察异常器件，我们发现其内部的电容器存在质量问题，导致电性能异常。
3.3 尺寸不符合要求分析尺寸不符合要求主要是由于生产过程中的机械加工问题引起的。
经过测量分析，我们发现在某个加工工序中，机械设备存在一定的偏差，导致器件尺寸不准确。
3.4 外观不良分析外观不良主要是由于器件在运输过程中受到挤压、碰撞等外力作用所致。
而在生产过程中，由于包装材料和运输方式的不恰当，导致器件外观出现不良现象。
4. 解决方案4.1 器件失效解决方案为了解决器件失效问题，我们将加强对生产工艺的控制和管理。
引入自动化设备和质量检测工具，提高电路连接的稳定性，减少因人为操作引起的失误。
4.2 电性能异常解决方案针对电性能异常问题，我们将优化元器件的选用，并增加质量检测环节，确保电容器的质量符合要求。
同时，引入自动化生产线，提高生产效率和质量稳定性。
4.3 尺寸不符合要求解决方案要解决尺寸不符合要求的问题，我们将对关键加工工序进行优化和改进，确保机械设备的准确性和稳定性。
电子元器件失效分析
电子元器件失效分析1.失效分析的目的和意义电子元件失效分折的目的是借助各种测试分析技术和分析程序确认电子元器件的失效现象.分辨其失效模式和失效机理.确定其最终的失效原因，提出改进设计和制造工艺的建议。
防止失效的重复出现，提高元器件可靠性。
失效分折是产品可靠性工程的一个重要组成部分，失效分析广泛应用于确定研制生产过程中产生问题的原因，鉴别测试过程中与可靠性相关的失效，确认使用过程中的现场失效机理。
在电子元器件的研制阶段。
失效分折可纠正设计和研制中的错误，缩短研制周期；在电子器件的生产，测试和试用阶段，失效分析可找出电子元器件的失效原因和引起电子元件失效的责任方。
根据失效分析结果。
元器件生产厂改进器件的设计和生产工艺。
元器件使用方改进电路板设汁。
改进元器件和整机的测试，试验条件及程序，甚至以此更换不合格的元器件供货商。
因而，失效分析对加快电子元器件的研制速度.提高器件和整机的成品率和可靠性有重要意义。
生效分折对元器件的生产和使用都有紧张的意义.如图所列。
元器件的失效可能发生在其生命周期的各个阶段.发生在产品研制阶段，生产阶段到使用阶段的各个环节，通过分析工艺废次品，早期失效，实验失效及现场失效的失效产品明确失效模式、分折失效机理，最终找出失效原因，因此元器件的使用方在元器件的选择、整机计划等方面，元器件生产方在产品的可靠性方案设计过程，都必须参考失效分折的结果。
通过失效分折，可鉴别失效模式，弄清失效机理，提出改进措施，并反馈到使用、生产中，将提高元器件和设备的可靠性。
2.生效分析的基本内容对电子元器件生效机理，原因的诊断过程叫生效分析。
进行生效分析往往需要进行电测量并采用先进的物理、冶金及化学的分析手段。
生效分析的任务是确定生效模式和生效机理.提出纠正措施，防止这种生效模式和生效机理的重复出现。
因此，生效分析的主要内容包括：明确分析对象。
确定生效模式，判断生效原因，研究生效机理，提出预防措施（包括设计改进)。
电子产品失效分析报告
电子产品失效分析报告1. 引言电子产品在人们的生活中扮演着重要的角色，但是随着使用时间的增长，电子产品也会出现各种问题和故障。
本报告旨在分析电子产品失效的原因，并提出相应的解决方案。
2. 失效原因分析2.1. 电子元件老化电子产品中的电子元件随着时间的推移会逐渐老化，导致其性能下降甚至失效。
常见的老化现象包括电容器漏电、电阻器阻值变大等。
为了减少电子元件老化对电子产品的影响，制造商应选择高质量的元件，并进行严格的质量控制。
2.2. 错误使用一些用户可能没有正确地使用电子产品，例如过度放置在高温环境中、频繁插拔接口等。
这些错误使用行为会导致电子产品的损坏和失效。
为了避免错误使用带来的问题，用户在使用电子产品时应仔细阅读产品说明书，并按照说明操作。
2.3. 劣质零部件一些电子产品制造商为了降低成本，会采用劣质零部件进行生产。
这些劣质零部件往往容易出现故障和失效，从而影响整个电子产品的性能。
为了解决这个问题，制造商应提高零部件的质量标准，并加强供应链管理。
2.4. 设计缺陷一些电子产品在设计阶段存在一些缺陷，导致其易受损或者失效。
设计缺陷可能包括电路板布线不合理、散热系统设计不足等。
制造商应加强产品设计的质量控制，提前发现和修复设计缺陷。
3. 解决方案3.1. 提高制造工艺制造商应加强制造工艺的质量控制，确保每个环节都符合标准。
采用高质量的焊接、组装和测试工艺，以减少制造过程中的问题。
3.2. 提供准确的产品说明书制造商应提供准确、清晰的产品说明书，包括产品正确的使用方法、禁忌事项等。
用户在使用产品前应仔细阅读说明书，并按照说明进行操作，以避免错误使用导致的问题。
3.3. 检测和筛选劣质零部件制造商应加强对供应链的管理，检测和筛选劣质零部件。
与可靠的供应商建立长期合作关系，并进行质量审核，以提高零部件的可靠性。
3.4. 加强设计阶段的质量控制制造商应在设计阶段加强质量控制，确保产品设计合理、稳定。
通过模拟和实验验证设计的可行性和稳定性，减少设计缺陷对产品性能的影响。
电子元器件的失效分析
电子元器件的失效分析随着人们对电子产品质量可靠性的要求不断增加，电子元器件的可靠性不断引起人们的关注，如何提高可靠性成为电子元器件制造的热点问题。
例如在卫星、飞机、舰船和计算机等所用电子元器件质量可靠性是卫星、飞机、舰船和计算机质量可靠性的基础。
这些都成为电子元器件可靠性又来和发展的动力，而电子元器件的实效分析成为其中很重要的部分。
一、失效分析的定义及意义可靠性工作的目的不仅是为了了解、评价电子元器件的可靠性水平，更重要的是要改进、提高电子元器件的可靠性。
所以，在从使用现场或可靠性试验中获得失效器件后，必须对它进行各种测试、分析，寻找、确定失效的原因，将分析结果反馈给设计、制造、管理等有关部门，采取针对性强的有效纠正措施，以改进、提高器件的可靠性。
这种测试分析，寻找失效原因或机理的过程，就是失效分析。
失效分析室对电子元器件失效机理、原因的诊断过程，是提高电子元器件可靠性的必由之路。
元器件由设计到生产到应用等各个环节，都有可能失效，从而失效分析贯穿于电子元器件的整个寿命周期。
因此，需要找出其失效产生原因，确定失效模式，并提出纠正措施，防止相同失效模式和失效机理在每个元器件上重复出现，提高元器件的可靠性。
归纳起来，失效分析的意义有以下5点：（1）通过失效分析得到改进设计、工艺或应用的理论和思想。
（2）通过了解引起失效的物理现象得到预测可靠性模型公式。
（3）为可靠性试验条件提供理论依据和实际分析手段。
（4）在处理工程遇到的元器件问题时，为是否要整批不用提供决策依据。
（5）通过实施失效分析的纠正措施可以提高成品率和可靠性，减小系统试验和运行工作时的故障，得到明显的经济效益。
二、失效的分类在实际使用中，可以根据需要对失效做适当的分类。
按失效模式，可以分为开路、短路、无功能、特性退化（劣化）、重测合格；按失效原因，可以分成误用失效、本质失效、早期失效、偶然失效、耗损失效、自然失效；按失效程度，可分为完全失效、部分（局部）失效；按失效时间特性程度及时间特性的组合，可以分成突然失效、渐变失效、间隙失效、稳定失效、突变失效、退化失效、可恢复性失效；按失效后果的严重性，可以分为致命失效、严重失效、轻度失效；按失效的关联性和独立性，可以分为关联失效、非关联失效、独立失效、从属失效；按失效的场合，可分为试验失效、现场失效（现场失效可以再分为调试失效、运行失效）；按失效的外部表现，可以分为明显失效、隐蔽失效。
电子产品失效分析大全
电子产品失效分析大全继电器失效分析1、样品描述所送样品是3种继电器，其中NG样品一组15个，OK样品2组各15个，代表性外观照片见图1。
委托单位要求分析继电器触点的元素成分、各部件浸出物的成分，确认是否含有有机硅。
图1 样品的代表性外观照片2、分析方法2.1 接触电阻首先用毫欧计测试所有继电器A、B接点的接触电阻，A、B接点的位置见图2所示，检测结果表示NG样品B点的接触电阻均大于100 mΩ，而2种OK样品的A、B点的接触电阻均小于100 mΩ。
图2 样品外观照片2.2 SEM&EDS分析对于NG品，根据所测接点电阻的结果，选取B接点接触电阻值高的2个继电器，对于2种OK品，每种任选2个继电器，在不污染触点及其周围的前提下，将样品进行拆分后，用SEM&EDS分析拆分后样品的触点及周围异物的元素成分。
触点位置标示如图3所示。
所检3种样品共6个继电器的触点中，NG品的触点及触点周围检出大量的含碳（C）、氧（O）、硅（Si）等元素的异物，而OK品的触点表面未检出异物。
典型图片如图4、图5所示。
图3 触点位置标识（D指触点C反面）图4 NG样品触点周围异物SEM&EDS检测结果典型图片图5 OK样品触点的SEM&EDS检测结果典型图片2.3 FT-IR分析在不污染各部件的前提下，将2.2条款中剩下的继电器进行拆分，并将拆分后的部件分成3组，即A组（接点、弹片（可动端子、固定端子））、B组（铁片、铁芯、支架、卷轴）、C组（漆包线），分别将A、B、C组部件装入干净的瓶中，见图6所示，处理后用FT-IR分析萃取物的化学成分，确认其是否含有有机硅。
图6 拆分后样品的外观照片结果表明，所检3种样品各部件的萃取物中，NG样品B组（铁片、铁芯、支架、卷轴）和C 组（漆包线）检出有机硅，其他样品的部件未检出有机硅。
典型图片见图7所示。
图7 NG品C组部件萃取物与聚二甲基硅氧烷的红外吸收光谱比较图3、结论1）所检3种继电器样品中，NG品B接点的接触电阻均大于100mΩ，不符合要求；而OK品A、B接点的接触电阻及NG品A接点的接触电阻均小于100mΩ，符合要求；2）所检3种继电器（2个/种）的触点中，NG品的触点及触点周围检出大量的含碳（C）、氧（O）、硅（Si）等元素的异物，而OK品的触点表面未检出异物；3）所检3种继电器（13个/种）部件的萃取物中，NG品B组（铁片、铁芯、支架、卷轴）和C组（漆包线）检出有机硅，其他样品的部件未检出有机硅。
半导体器件可靠性与失效分析微电子
半导体器件可靠性与失效分析微电子半导体器件可靠性与失效分析是微电子领域的重要课题。
半导体器件的可靠性是指在一定的使用环境和使用条件下，器件在规定时间内能够正常工作的概率。
而失效（Failure）是指器件不能在规定的时间内正常工作。
半导体器件的可靠性与失效分析旨在通过对器件的性能和可靠性进行评估和分析，找出器件失效的原因，并提出相应的改进措施，从而提高器件的可靠性。
1.可靠性评估：通过一系列实验和测试，评估器件在特定环境和使用条件下的可靠性。
常见的可靠性评估方法包括寿命测试、温度循环测试、湿度测试、可靠性建模等。
通过这些评估手段，可以得到器件的失效概率和失效的规律，进而为改进器件的设计和制造提供依据。
2.失效分析：失效分析是通过对失效的器件进行物理和电学特性分析，找出失效的原因和机制。
常见的失效分析方法包括显微镜观察、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱分析(EDX)、微动电压测量、故障注入方法等。
通过失效分析可以确定故障位置和失效原因，为改进器件的设计和制造提供指导。
3.失效模式与机制研究：失效模式与机制的研究是指通过理论和实验手段，研究器件失效的模式和机制。
通过对失效模式和机制的研究，可以了解器件失效的根本原因，并提出相应的改进措施。
例如，晶体管的漏电流增加、介质击穿等都是半导体器件失效的常见模式和机制。
4.退化机制分析：半导体器件的寿命会随着使用时间的增加而发生退化，导致器件性能下降甚至失效。
退化机制分析是指通过实验和测试，研究器件在使用过程中的退化机制。
常见的退化机制包括电子迁移、电子捕捉、热失效等。
通过退化机制分析可以确定退化的原因，为延长器件寿命提供参考。
半导体器件的可靠性与失效分析对于微电子行业具有重要的意义。
高可靠性的器件可以减少电子产品的故障率，提高产品的性能和稳定性。
同时，通过对失效原因和机制的研究，可以指导器件的设计和制造，提高器件的可靠性和寿命。
因此，半导体器件的可靠性与失效分析是微电子领域一个重要的研究方向，也是推动微电子技术发展的关键之一。
电子产品失效分析技术
10 0
95
90
85
80
75
70
65
60 4 000
3 500
3 000
Condensed smear from compressed air
2 500
2 000
W av e num be rs (c m-1 )
1 500
1 000
失效分析技术与设备
内部无损分析技术
X-Ray透视观察 SAM—扫描声学显微镜 PIND—内部粒子噪声分析 气密性分析
结构
X射线源 屏蔽箱 样品台 X射线接收成像
系统
失效分析技术与设备
SAM
结构
换能器及支架 脉冲收发器 示波器 样品台水槽 计算机控制系统 显示器
失效分析技术与设备
成分分析技术 EDS—X射线能量色散谱 AES—俄歇电子能谱 SIMS—二次离子质谱 XPS—X光电子能谱 FTIR—红外光谱 GCMS—气质联用 IC—离子色谱 内腔体气氛检测分析
失效案例分析
继电器主要失效模式和失效机理
失效模式
接触失效
线圈失效
绝缘失效
表现形式 失效机理
接触电阻增大或时断时通、 线圈电阻超差、
触点粘结、触点断开故障、
线圈开路、
吸合/释放电压漂移.
线圈短路.
触点表面电化学腐蚀；触点表 面高温氧化；燃弧——破坏触 点表面,粘连,产生碳膜；触点 表面金属电迁移；内部多余物 残留；内部有机材料退化产生 多余物；触点动作撞击；谐振；
分立元件
集成电路
失效模式及分布
电阻器
电容器
失效模式及分布
继电器
按插元件
失效机理
1. 过应力失效
电子产品高温测试失效原因分析
二、原因分析 该产品的高温失效问题，与 COB 各材料都有着密切的关系：PCB、IC、邦定线、黑胶。 但最主要的原因是在 IC 质量有缺陷的前提下，由于黑胶、邦定线、PCB 各部分的热膨胀系数 （CTE） ，在高温条件下，黑胶可能拉动邦定线，导致接触不良使得 IC 功能丧失。在低温条件 下则不会发生上述问题。 材料的 CTE 是电子产品产生内应力的重要原因之一，当各种材料的 CTE 不一致时，在高 温的条件下，由于材料受热之后膨胀的程度不同，就可能出现功能失效、短路断路等问题。各 种材料的 CTE 的影响因素如下： 1、PCB 的因素 PCB 的类型（Fr-4、CEM1、CEM3） 、PCB 的厚度（薄板、厚板）不同都会对黑胶产品产 生影响。Fr-4 本身的 CTE 比 CEM-1 和 CEM-3 要低得多，如果黑胶 CTE 过大，在 Fr-4 板上体 现得越明显。另外，板材越厚，CTE 越低，板材越薄，CTE 越高。
2、邦定线的因素 邦定线的长度、大小与其能承受的拉力成反比，如果邦定线很长，即使很微小热膨胀导致 的应力都可以将其拉断，反之亦然。另外 IC 线数过密，封胶时黑胶不能完全填充内部的孔隙 就已经固化，这样产品经过受热或冷却，黑胶 CTE 会明显增大。
编
制
审
核
批
准
年
月
日
年
月
日
年
月
日
RD-CS-0164A
**公司电子产品高温测试失效原因分析
3、黑胶本身的因素
编 号：200711002 第 2 页 共 3 页
这个是最重要的因素，不同的黑胶产品所使用的填料（碳酸钙、氧化硅、氧化铝等） 及用量（40～100 份）都不尽相同，使用不同的填料生产出来，黑胶产品的 CTE 差别很大。 而填料的用量越大的话，CTE 就会越低。对于 CTE 要求较严的产品应该采用高填料填充量 的黑胶产品。
芯片失效分析_范文
芯片失效分析_范文一、引言芯片是现代电子产品中非常重要的部件，其功能和性能对整个电子产品的稳定性和可靠性有着至关重要的影响，因此芯片的失效问题一直是制造商和用户非常关注的问题。
本文将从芯片失效的原因、分析方法和解决措施等几个方面进行探讨。
二、芯片失效的原因1.工艺缺陷：芯片的制造过程中可能存在工艺上的问题，如金属层的腐蚀、晶体管的偏置错位等，这些缺陷将导致芯片在使用过程中出现失效。
2.温度过高：芯片在工作过程中产生的热量会使其温度上升，当温度超过芯片所能承受的极限时，会引起芯片的失效。
3.电压过高或过低：电压异常是造成芯片失效的常见原因之一，过高或过低的电压都会对芯片的正常工作产生不利影响。
4.弯曲或振动：芯片可能会遭受来自外界的弯曲或振动，这些力量会导致芯片内部的连接松动或断裂，从而引发失效。
5.静电放电：静电放电是造成芯片失效的另一大原因，当人体静电通过芯片引线时，可能会损坏芯片内部的结构或元器件。
三、芯片失效分析的方法1.功能测试：通过对失效芯片进行功能测试，可以初步判断芯片是否存在弯曲、氧化、断裂等问题。
2.电镜检测：使用电子显微镜观察和分析芯片表面或内部的结构，可以找出可能造成失效的细小缺陷。
3.热分析：通过测量失效芯片的温度分布，分析芯片在工作过程中是否存在温度过高的问题。
4.物理试验：对失效芯片进行物理试验，如振动、受力等，以模拟实际使用环境，从而找到可能导致失效的原因。
5.化学分析：对失效芯片进行化学分析，可以检测是否存在金属腐蚀、元件氧化等问题，并查找可能的原因。
四、芯片失效的解决措施1.优化设计：在芯片设计阶段考虑到可能的失效原因，采取相应的措施进行优化设计，提高芯片的可靠性和耐久性。
2.严格的制造工艺：制造厂商应严格控制芯片的制造工艺，避免工艺缺陷对芯片的影响，并加强品质检验和抽样检测，确保芯片的质量稳定。
3.温度和电压控制：在使用芯片时，避免超过芯片的温度和电压极限，保持在合适的范围内，以确保芯片的正常工作。
电子元器件的失效分析
电子元器件的失效分析随着人们对电子产品质量可靠性的要求不断增加，电子元器件的可靠性不断引起人们的关注，如何提高可靠性成为电子元器件制造的热点问题。
例如在卫星、飞机、舰船和计算机等所用电子元器件质量可靠性是卫星、飞机、舰船和计算机质量可靠性的基础。
这些都成为电子元器件可靠性又来和发展的动力，而电子元器件的实效分析成为其中很重要的部分。
一、失效分析的定义及意义可靠性工作的目的不仅是为了了解、评价电子元器件的可靠性水平，更重要的是要改进、提高电子元器件的可靠性。
所以，在从使用现场或可靠性试验中获得失效器件后，必须对它进行各种测试、分析，寻找、确定失效的原因，将分析结果反馈给设计、制造、管理等有关部门，采取针对性强的有效纠正措施，以改进、提高器件的可靠性。
这种测试分析，寻找失效原因或机理的过程，就是失效分析。
失效分析室对电子元器件失效机理、原因的诊断过程，是提高电子元器件可靠性的必由之路。
元器件由设计到生产到应用等各个环节，都有可能失效，从而失效分析贯穿于电子元器件的整个寿命周期。
因此，需要找出其失效产生原因，确定失效模式，并提出纠正措施，防止相同失效模式和失效机理在每个元器件上重复出现，提高元器件的可靠性。
归纳起来，失效分析的意义有以下5点：（1）通过失效分析得到改进设计、工艺或应用的理论和思想。
（2）通过了解引起失效的物理现象得到预测可靠性模型公式。
（3）为可靠性试验条件提供理论依据和实际分析手段。
（4）在处理工程遇到的元器件问题时，为是否要整批不用提供决策依据。
（5）通过实施失效分析的纠正措施可以提高成品率和可靠性，减小系统试验和运行工作时的故障，得到明显的经济效益。
二、失效的分类在实际使用中，可以根据需要对失效做适当的分类。
按失效模式，可以分为开路、短路、无功能、特性退化（劣化）、重测合格；按失效原因，可以分成误用失效、本质失效、早期失效、偶然失效、耗损失效、自然失效；按失效程度，可分为完全失效、部分（局部）失效；按失效时间特性程度及时间特性的组合，可以分成突然失效、渐变失效、间隙失效、稳定失效、突变失效、退化失效、可恢复性失效；按失效后果的严重性，可以分为致命失效、严重失效、轻度失效；按失效的关联性和独立性，可以分为关联失效、非关联失效、独立失效、从属失效；按失效的场合，可分为试验失效、现场失效（现场失效可以再分为调试失效、运行失效）；按失效的外部表现，可以分为明显失效、隐蔽失效。
电子产品失效分析技术
电子产品失效分析技术电子产品失效分析技术是一种利用各种工具和方法来分析电子产品失效原因的技术。
通过深入分析，可以找出导致电子产品失效的根本原因，从而提供相应的解决方案。
本文将探讨几种常用的电子产品失效分析技术，并介绍它们的应用。
1.故障分析技术故障分析技术是电子产品失效分析的首要步骤。
通过对故障现象的观察和警告，可以快速确定故障的位置和范围。
常用的故障分析技术包括故障树分析、故障模式与效应分析等。
故障树分析是一种定性和定量分析技术，通过将故障细分为不同的事件，确定原因和结果之间的关系。
而故障模式与效应分析则是一种系统性的方法，用于识别和描述设备故障的模式和效果。
2.高压断电测试技术高压断电测试技术是通过施加高电压直流或交流电源，检测电子产品在高压环境下是否会出现故障。
这种测试技术可以检测电子产品的耐击穿能力、绝缘性能等，并找出故障位置，以便采取相应的措施。
该技术可以通过专业的高压测试仪器进行操作，测试结果准确可靠。
3.热失效测试技术热失效测试技术是通过对电子产品进行极端温度环境下的测试，来模拟产品在不同温度条件下可能出现的故障。
这种测试技术可以检测电路元件的可靠性、传导性能、包装材料的稳定性等，并找出故障原因。
热失效测试可以通过温度循环测试、高温老化测试等方式进行。
4.振动测试技术振动测试技术主要用于测试电子产品在振动环境下的可靠性和稳定性。
通过对电子产品施加不同频率和幅度的振动，可以模拟产品在运输、使用等过程中可能遇到的振动环境。
振动测试可以采用振动试验台等专业仪器进行，根据测试结果，可以找出振动造成的故障和破坏，进而进行修复和改进。
5.发光分析技术发光分析技术是一种通过观测材料在发光状态下的性能来分析故障的技术。
通过在电子产品中加入荧光材料或荧光探针，并利用荧光显微镜等设备进行观察和分析，可以发现材料中的缺陷、氧化、裂纹等问题。
发光分析技术可以对各种材料进行分析，例如常见的半导体材料、塑料材料等。
45SMT失效分析技术
45SMT失效分析技术SMT（Surface Mount Technology）是一种电子元件的组装技术，广泛应用于电子产品的制造中。
然而，在生产过程中，SMT元件有时会出现失效的情况。
本文将介绍SMT失效分析技术，包括常见的SMT失效类型和分析方法。
SMT失效类型可以分为以下几种：1.焊接失效：SMT元件在焊接过程中可能出现焊盘未焊接牢固、焊盘与元件引脚之间存在短路或者断路等问题。
2.电路连接失效：SMT元件之间的连接失效可能会导致电路不通或者通断不良的问题，例如元件引脚之间的焊接不良、印刷线路板(PCB)上的导线腐蚀等。
3.引脚损坏：SMT元件的引脚可能会弯曲、腐蚀或者断裂，导致引脚无法正确连接到焊盘上。
4.温度失效：在温度变化较大的环境下，SMT元件可能会受热膨胀或者收缩，导致失效。
针对这些SMT失效类型，可以采用以下分析方法进行失效分析：1.目视检查：通过目视检查可以发现一些明显的焊接缺陷，例如焊盘未焊接牢固、引脚弯曲或者腐蚀等。
这种方法适用于需要快速判断失效问题的情况。
2.X射线检测：X射线检测技术可以用于检查焊接质量，能够检测到焊点是否与引脚正常连接，是否存在短路或者断路等问题。
这种方法适用于复杂的电路板和小型元器件的检测。
3.红外热成像：红外热成像技术可以检测元件的温度分布，从而判断是否存在温度失效问题。
通过红外热成像可以发现过热或者发热不均的元件。
4.电性能测试：通过对SMT元件进行电性能测试，可以判断元件是否工作正常。
通过电性能测试可以检查元件引脚是否断开、短路或者接地等。
5.环境试验：在特定的环境条件下进行试验，例如高温、低温、高湿度等，观察SMT元件的性能是否受到影响。
环境试验可以模拟实际使用环境，从而确定失效原因。
综上所述，SMT失效分析技术有很多种，包括目视检查、X射线检测、红外热成像、电性能测试和环境试验等。
通过这些分析技术可以准确判断SMT失效类型，从而进行相应的修复和改善措施。
电子产品失效分析第一讲
2011年7月23日动车追尾失效分析；1；信号系统设计缺陷。
1.1；缺少人工不可干预智能自动报警。
1.2；缺少连网沉余表决自动报警。
1.3；……..…..2; ……………………可靠性工程新发展•2003年美国Lucent（朗讯）公司因通讯设备的高可靠要求，颁布了X21368企标:“光电子元器件、组件与子系统可靠性评价”，要求供应商：“应给出产品和其内部主要元器件、材料各自的5种主要失效机理，要求在产品的设计初期（设计评审）就开展此项工作。
评估每一种失效机理的风险、失效模式和采取的纠正措施。
”•这是失效物理方法进入企业标准的典型标志。
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。
•（仁慈的东方人除外）•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•每个正常部件都应被视为失效部件的比对参照，进行可靠性改进的机会本课程的目的•失效分析技术的用途与价值•了解技术发展状况•学习基础知识和技能，了解相关标准本课程的对象•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•技术服务人员总目录•第一讲失效分析概论•第二讲失效分析技术及设备•第三讲失效分析典型案例第一讲失效分析概论•基本概念•失效分析的定义和作用•失效模式•失效机理•相关标准对失效分析的要求•标准和资料1，基本概念•失效--丧失功能或降低到不能满足规定的要求。
•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2，失效分析的定义和作用•失效分析是对已失效产品或器件进行的一种事后检查。
芯片失效分析范文
芯片失效分析范文芯片失效问题是电子产品中常见的一个技术难题。
对于芯片失效问题的分析，可以从多个角度进行，包括物理损坏、电路设计问题、材料质量问题等。
下面是一个关于芯片失效分析的范文，供参考。
芯片失效是指芯片在正常工作过程中出现故障或性能下降的现象。
对于芯片失效问题，首先需要进行全面的故障分析和排查。
理论上来说，芯片采用了多种技术手段进行故障检测和容错设计，但由于工艺的复杂性，芯片失效问题仍然难以完全避免。
首先，芯片失效问题可能与物理损坏有关。
过高的温度、电流、电压等因素可能导致芯片内部电路元件的物理损坏，进而导致芯片性能的下降或故障。
例如，芯片的金属线路或连接点可能出现开路、短路等问题；晶体管可能出现击穿、阻塞等问题；芯片承受不住外部的电磁辐射或机械冲击等，导致内部结构的损坏。
因此，在分析芯片失效时，可以通过物理检测手段，例如扫描电子显微镜、透射电子显微镜等，对芯片内部的物理结构进行观察和分析，以确定是否存在物理损坏现象。
其次，芯片失效问题还可能与电路设计有关。
电路设计的失误或不当可能导致芯片故障。
例如，电路的布线不合理导致信号干扰、电磁兼容性问题；设计的逻辑电路复杂度高，存在逻辑缺陷，导致芯片的功能出错；电源电路设计不合理，电压波动或噪声过大，影响芯片的正常工作等。
因此，在分析芯片失效时，需要对芯片的设计原理进行深入的分析，对电路设计的每个模块进行逐一检测，找出可能存在的问题，进而定位芯片失效的原因。
最后，芯片失效问题还可能与材料质量有关。
芯片中使用的材料质量直接影响着芯片的性能和寿命。
例如，IC芯片中使用的硅材料的纯度、掺杂浓度等对芯片的性能产生直接影响；金属材料的腐蚀腐蚀性、导电性等决定着芯片的可靠性等。
因此，分析芯片失效时，可以通过对芯片中材料的分析，例如扫描电子显微镜、能谱分析仪等，检测出芯片中存在的材料问题，进而确定芯片失效的原因。
综上所述，芯片失效分析需要从多个角度进行，包括物理损坏、电路设计问题、材料质量问题等。
电子产品中MLCC的质量失效分析
1.2 MLCC失效原因分析 电子产品生产使用过程中，常见的失效现象主要为：外部 电极脱落、主体断裂、电容内部瓷片开裂、碳化。主要原因可 归结为：机械冲击、热冲击和过压过流[1]。 （1）机械冲击。机械冲击主要来自电路板翘曲变形、螺 钉紧固、周转清洗过程硬物撞击。MLCC为多层陶瓷介质膜片 叠加而成，具有易脆特性，且无引脚。一旦MLCC焊接于电路 板上，任何外力都会对MLCC产生不良影响，甚至引起失效。 当电路板发生不同程度的翘曲变形，并且未采取改善措施 而进行安装紧固时，会在MLCC两焊端产生相反方向的机械应 力，从而产生裂缝。 MLCC与螺钉或者其他紧固点、邮票孔、V-CUT槽未满足 安全间隙时，施加在电路板上的压力未能安全释放，致使周边 器件受损。 电路板在周转、清洗过程未做防震防碰撞防护时，当受外 部硬物撞击或者板间器件碰撞或重力快速放置或尖锐镊子、刷 子搓洗时，板上MLCC器件极易受损。 起初这些裂缝可能极细，而没有穿透内电极，也难以在外 观检验时分辨出。常温测试电路板性能时，质量问题未能及时 暴露。但经过温度冲击、应力筛选后，裂缝随之扩大或在做低 温试验，当有水分渗入失效会明显浮现。 （2）热冲击。热冲击破裂通常发生于焊接过程。 电路板、待焊器件、镊子焊接前均需进行充分预热。如预 热不充分，当烙铁产生的急剧高温使电容两端骤然受热，过大 的温度梯度让电容内部材料瞬间膨胀。在足够大的交变热应力 的作用下，MLCC易发生热疲劳失效，内部出现裂纹。此时裂 纹一般会贯穿到电容表面。 焊接MLCC时，电容两端焊锡量应保持一致且焊锡不能过 量。当采用回流焊装配方式时，由于为自动印刷锡膏，不存在 电容两端锡量不一致的情况。但采用手工焊接装配方式时，电 容两端焊锡量一般难以控制。此时焊锡高度应满足：1/3器件高 度＜焊锡高度＜2/3器件高度。因为焊锡冷却后会产生收缩力， 若电容电极两端焊锡量不一致则产生大小不一致的收缩力。电 容本体易发生破裂，一般发生在焊锡少的一端。 一次焊接不成功需用烙铁修补焊点2次以上、与其他器件 共岛且无有效的阻焊层、存在复杂焊接工艺（例如：基板组件 烧结等）等情况均使MLCC内部陶瓷重复受热产生形变，加剧 加大电容失效概率。因此MLCC器件经历2次以上复焊时，应更 换器件。
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失效分析技术与设备
TEM
Topography of Carbon Particle Sample (BFI)
失效分析技术与设备
AFM
失效分析技术与设备
X-Ray透视系统
结构
X射线源 屏蔽箱 样品台 X射线接收成 像系统
失效分析技术与设备
SAM
结构
红外线 离子
红外吸收光谱 二次离子
失效分析技术与设备
技术
光学显微镜
扫描电子显微分析 （SEM） X射线能谱分析 （EDS） 俄歇电子能谱 （AES）
探测源
可见光
电子 电子 电子
探测物理量
反射光
二次电子，背 散射电子 特征X射线 俄歇电子 二次离子 电子
用途
表面形貌，尺寸测量，缺陷观察
表面形貌，晶体缺陷，电位分布， 电压衬度像，电压频闪图， 元素分析及元素分布
失效机理
2.
CMOS电路闩锁失效
条件——在使用上（VI；VO）>VDD或（VI；VO） <VSS；或电源端到地发生二次击穿。 危害——一旦导通电源端产生很大电流，破坏性和非破 坏性。 失效特点——点现象，内部失效判别。
。
失效机理
3. ESD失效机理
静电放电给电子元器件带来损伤，引起的产品失效。
表面元素确定和元素深度分布 截面加工和观察 截面形貌观察，晶格结构分析
聚焦离子束（FIB） 离子 透射电子显微技术 （TEM） 电子
失效分析技术与设备
制样技术
FIB
机械加工工具 研磨、抛光 化学腐蚀 有机溶解 反应离子刻蚀 聚焦离子束（FIB）
失效分析技术与设备
形貌观察技术
失效分析技术与设备
电参数检测分析
目的：确认失效模式和失效管脚定位， 识别部分失效机理。 方法：与同批次好品同时进行功能测 试和管脚直流特性（I-V特性）测试， 对照良好样品、产品规范，解释差异。 结果：可识别参数漂移、参数不合格、 开路、短路与失效现场不一致等失效 模式和机理。
良好样品的I-V特性曲线
d
0.5 0 -0.5
O
c/s
-1 -1.5
C
-2 -2.5
Ti
-3 -3.5
500
1000 1500 Kinetic Energy (eV)
2000
失效分析技术与设备
TOF-SIMS
F
CF3 O P N P O O N O CF3析技术与设备
XPS
XPS
可动微粒收集 内部气氛检测 开封检查 不加电的内部检查（光学，SEM，微区分析） 加电的内部检查（微探针，热像，光发射，电压衬度像， 束感生电流像，电子束探针） 多余物，污染物成分分析。
失效分析基本程序
破坏性分析的基本路径
加电的内部检查（去除钝化层，微探针，聚焦离子束，电 子束探针） 剖切面分析（光学，SEM，TEM） 进一步的多余物，污染物成分分析。
失效案例分析
4.
确定失效模式
线圈温度异常 线圈电阻异常（严重减小） 漆包线漆膜破裂，铜芯丝裸露 漆包线短路漏电 结论：线圈失效
失效分析概论
2. 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，确定试销模式，找出失效机理。 根据失效分析得出的相关结论，确定失效的原因或相关 关系，从而在产生工艺、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 止其再次出现。
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
失效分析基本程序
非破坏性分析的基本路径
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 X光照相 声学扫描 模拟试验
失效分析基本程序
半破坏性分析的基本路径
失效样品的I-V特性曲线
失效分析技术与设备
红外热像技术
改进前的混合电路热分布图
改进后的混合电路热分布图
失效分析技术与设备
应力实验分析 环境应力实验分析 电应力实验分析 机械应力实验分析
失效案例分析
失效案例分析
LEACH继电器失效分析全过程
应了解的信息（相关知识、失效样品信息、失效相关信息） 失效模式确认 制定分析方案（动态） 证据提取、分析推进 综合分析和结论 编写报告
换能器及支架 脉冲收发器 示波器 样品台（水槽） 计算机控制系统 显示器
失效分析技术与设备
成分分析技术 EDS—X射线能量色散谱 AES—俄歇电子能谱 SIMS—二次离子质谱 XPS—X光电子能谱 FTIR—红外光谱 GCMS—气质联用 IC—离子色谱 内腔体气氛检测分析
失效分析技术与设备
AES
0700333.spe: d,2574 03 Jul 30 10.0 keV 0 FRR Sur1/Full/1 (S15D5) 1.3480e+004 max SAE Magnetic 2.75 min
1.5 1
x 10
4
0700333.spe
Atomic % C1 52.9 Ti1 35.9 O1 11.2
失效机理
5.
银离子迁移
银离子迁移是一种电化学现象，在具备水份和电场的 条件时发生。
失效机理
6.
金铝化合物失效
金和铝键合，在长期储存和使用后，金铝之间生成AuAl2，AuAl， Au2Al，Au5Al2，Au4Al等金属间化合物（IMC） 这些IMC的物理性质不同，电导率较低。 AuAl2呈紫色，俗称紫斑； Au5Al2，Au4Al呈浅金黄色，俗称黄斑；Au2Al呈白色俗称白斑。 键合点生成金铝化合物后，键合强度降低、变脆开裂、接触电阻增大， 器件出现性能退化或引线从键合界面处脱落导致开路。
失效机理
9.
“爆米花效应”（分层效应）
“爆米花效应”是指塑封器件塑封材料内的水份在高温 下受热发生膨胀，使塑封料与金属框架和芯片间发生分 层，拉断键合丝，发生开路失效或间歇失效。
失效分析基本程序
失效分析基本程序
3. 失效分析程序
样 品 基 本 信 息 调 查
失 效 现 场 信 息 调 查
外 观 检 查
用途：主要用于固体样品表面的 组成、化学状态分析。能进行定 性、半定量及价态分析。
失效分析技术与设备
FTIR
11 0 FT-526 8-05 . C onta min atio n from mac hin e 10 5
10 0
153 7.4 2 150 7.7 2
139 6 7.5 4 137 6.0
失效分析技术与设备
失效分析技术与设备
技术
电参数测试分析 扫描声学显微分析 （SAM） X-射线透视仪 X射线光电子能谱 （XPS） 显微红外吸收光谱 （FTIR） 二次离子质谱 （SIMS） 超声波 X射线 特征X射线
探测源
探测物理量
电信号 超声波 X射线强度 光电子
用途
确定失效模式和失效管脚定位 测量超声波传播，分析材料弹性特 征，晶体缺陷和多层结构分析，结 构截面的非破坏性分析 检测电子元器件及多层PCB板的内 部结构 通过测量光电子能量确定壳层能级， 利用化学位移测量化学键和化合物， 元素确定，化学位移 识别分子官能团，有机物结构分析 元素确定，表面元素分布
IMC
IMC
失效机理
7.
柯肯德尔效应
金铝键合系统中，若采用Au丝热压焊工艺， 由于高温，金向铝中迅速扩散，在金层一 侧留下部分原子空隙，这些原子空隙自发 聚积，在金属间化合物与金属交界面上形 成了空洞，这称为柯肯德尔效应。 当柯氏效应（空洞）增大到一定程度后， 将使键合界面强度急剧下降，接触电阻增 大，最终导致开路失效。
291 8.4 2 285 1.4 1
104 0.7 8
107 1.6 9
111 7.0 7
71 9.1 0
95
失效分析技术与设备
内部无损分析技术
X-Ray透视观察 SAM—扫描声学显微镜 PIND—内部粒子噪声分析 气密性分析
失效分析技术与设备
故障定位技术
电参数检测分析定位（探针检测） 形貌观察定位 液晶敏感定位 红外热成像定位 光辐射显微定位
失效模式及分布
分立元件
集成电路
失效模式及分布
电阻器
电容器
失效模式及分布
继电器
按插元件
失效机理
1.
过应力失效
电过应力——电源输出输入的电源、电压超过规定的最 大额定值。 热过应力——环境温度、壳温、结温超过规定的最大额 定值。 机械过应力——振动、冲击、离心力或其他力学量超过 规定的最大额定值。
电子产品失效分析
内容
失效分析概论 主要失效模式及机理 失效分析基本程序 失效分析技术与设备 失效案例分析
失效分析概论
失效分析概论
1. 基本概念
失效——产品丧失功能或降低到不能满足规定的要求。 失效模式——电子产品失效现象的表现形式。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。 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。