电子产品失效分析技术
PCB失效十大分析技术
对于PCB失效问题，我们需要用到一些常用的失效分析技术，来使得PCB 在制造的时候质量和可靠性水平得到一定的保证，为此笔者为大家重点总结了十项用于PCB失效分析的技术，包括：1外观检查外观检查就是目测或利用一些简单仪器，如立体显微镜、金相显微镜甚至放大镜等工具检查PCB的外观，寻找失效的部位和相关的物证，主要的作用就是失效定位和初步判断PCB的失效模式。
外观检查主要检查PCB的污染、腐蚀、爆板的位置、电路布线以及失效的规律性、如是批次的或是个别，是不是总是集中在某个区域等等。
另外，有许多PCB的失效是在组装成PCBA后才发现，是不是组装工艺过程以及过程所用材料的影响导致的失效也需要仔细检查失效区域的特征。
备注1：爆板是指无铅再流焊接过程中，发生在HDI积层多层PCB第二次压合的PP层和次层铜箔棕化面之间的分离现象。
有挥发物的形成源死产生爆板的必要条件:(1)PCB板中存在水汽是导致爆板的首要原因。
(2)存储和生产过程中湿气的影响也是导致爆板的重要原因。
备注2：HDI 是高密度互连(High Density Interconnector)的缩写是生产印制板的一种(技术)，使用微盲埋孔技术的一种线路分布密度比较高的电路板。
当PCB的密度增加超过八层板后，以HDI来制造，其成本将较传统复杂的压合制程来得低。
可改善射频干扰/电磁波干扰/静电释放(RFI/EMI/ESD)2X射线透视检查对于某些不能通过外观检查到的部位以及PCB的通孔内部和其他内部缺陷，只好使用X射线透视系统来检查。
X光透视系统就是利用不同材料厚度或是不同材料密度对X光的吸湿或透过率的不同原理来成像。
该技术更多地用来检查PCBA焊点内部的缺陷、通孔内部缺陷和高密度封装的BGA或CSP器件的缺陷焊点的定位。
目前的工业X光透视设备的分辨率可以达到一个微米以下，并正由二维向三维成像的设备转变，甚至已经有五维（5D）的设备用于封装的检查，但是这种5D的X光透视系统非常贵重，很少在工业界有实际的应用。
电子元器件失效分析技术及方法
３ 失 效 分 析 程序
广义 上 来讲 ， 电子 元器 件 失效 分 析 的程 序 如 图
１ 所示。
聂
失效 样品制备 及保存
（ １ ） 待 机 电流测试
对集成 电路施加正常的电源电压 ， 电路产生待 机 电流 ， 待机 电流 的好 坏是 确 定 失 效 因素 和确 定 失
准要求时 ， 而在失效分析 的过程中还需施加质量要 求 的电应力 ， 可能会 加剧 元器件 的失 效程度 ， 引入新 的失效 模式 。 ４ ． １ ． ２ 功 能测试 、
随着科 技发 展 ， 元器 件 的功能测 试越来 越 复杂 ，
即： ①先方案后操作 ； ②先外检后通 电； ③加 电测试
－ ． ． ．＿ ＾－－ － ．＿ ‘
一
化互连线或内引线有开路 ； 开路失效可 以通过 ｘ射 线 照相 或开封 后 的镜检进 行分 析 。 （ ２ ） 端 口测 试
静 电放 电 （ Ｅ Ｓ Ｄ） 保 护 电路 广 泛 应 用 于 Ｃ ＭＯ Ｓ 电路 ， 电源端 对 输 输 出端及 输 输 出端 对 地 端 可等效为两个 串联的二极管 ， 如 图２所示 ， 而Ｃ Ｍ Ｏ Ｓ
ａ ｎ ｌｙ ａ ｓ ｉ ｓ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ ｇ ｏ ｆ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｓ ．Ｔｈ ｅ ｆ ａ ｉ ｌ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｄ ｉ ｖ ｉ ｄｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｏ ｆ ａ ｉ ｌ ｕ ｒ ｅ ｐｈ ｅ ｎ ｏ ｍｅ ｎ ｏ ｎ
１ 引 言
随着 社会 的进 步 和科 学技 术 的发展 ， 集成 电路 与 社会 的发 展和 人 们 的 １ ３常 生 活 息息 相 关 ， 它 们 的
PFMEA-失效模式分析
02
失效模式分析
失效模式定义
失效模式定义
01
失效模式是指产品或过程中可能出现的不满足设计意图、技术
要求或操作规范的状或现象。
失效模式分类
02
根据失效的性质和影响程度，失效模式可以分为功能失效、性
能失效、安全失效、适应性失效等类型。
失效模式分析方法
03
失效模式分析方法包括故障树分析、事件树分析、故障模式与
制定改进措施和预防措施
01
根据分析结果，制定针对性的改进措施，以提高产品或过程的 性能、安全性和可靠性。
02
制定预防措施，降低失效模式的发生风险，包括设计优化、工
艺改进、环境控制和使用指导等。
跟踪改进措施和预防措施的实施效果，持续改进，确保产品质
03
量和过程稳定。
04
PFMEA案例分析
案例一：汽车刹车系统PFMEA分析
识别关键特性，确定分析的重点，确 保分析的准确性和有效性。
列出潜在的失效模式
通过头脑风暴、历史数据分析和经验总结等方法，列出可能的失效模式，确保覆盖全面。
对失效模式进行分类和整理，以便后续分析。
分析失效模式的后果
分析失效模式对产品或过程性能、安 全性、可靠性和符合性等方面的影响 。
评估失效模式对客户满意度和生产成 本的影响，以便制定有效的改进措施 。
主观性
在评估失效模式的严重程度、发生频率和检测难度时，可能存在 主观性，导致结果的不一致。
静态性
PFMEA通常在产品开发阶段进行，而后期的更改和改进可能未 被考虑。
PFMEA未来发展方向
人工智能与机器学习应用
利用人工智能和机器学习技术辅助PFMEA分析，提高识别失效模式 的准确性和效率。
电子元器件失效分析技术
电子元器件失效分析技术摘要：在当前市场竞争的刺激下，电子产品趋向小型化、智能化，市场对产品质量的要求越来越高。
电子产品的质量和可靠性密不可分，可靠性研究对保证和提高电子产品的质量非常重要，因此对失效分析的要求也越来越高。
产品失效分析的目的不仅仅是判断失效的性质和原因，更重要的是找到一种有效的方法来主动防止重复失效。
电子元器件的失效分析要模式准确、原因清晰、机理明确、措施有效、模拟再现、外推。
关键词;电子元器件；技术发展；失效分析;在科技时代下，电子技术得以被应用于各个领域，尤其是集成电路的应用范围更是不断扩大，集成电路能否可靠的运行，对电子产品的功能发挥有着至关重要的影响，而为了保证集成电路的运行可靠性，就必须要开展必要的电子元器件失效分析。
一、电子元器件失效分析原则与基本程序1.电子元器件失效分析原则。
电子元器件失效分析一般是基于非破坏性检查所开展的分析活动，具有逐层化特征。
对于电子元器件来说，若失效根源无法通过非破坏性检查进行确定，则需要进一步探究失效根源。
失效分析的整个过程是获得信息的关键环节，为保证电子元器件失效分析合理，降低失效原因遗漏概率，在失效分析过程中必须遵循相关原则：第一，遵循“先制订方案、后进行操作”的原则，在外检后才能进行通电检查；第二，在加电测试过程中，遵循电流“先弱后强”的原则，失效分析应先从外部开始，后进入内部，起初保持静态，之后不断转变为动态化；第三，失效分析应遵循“先宏观、后微观”的原则，要先从普遍化角度开展失效分析，之后再从特殊化角度展开分析。
另外，还要明确失效分析的主次顺序，一般先对主要问题开展失效分析，必要情况下开展破坏性检测。
2.电子元器件失效分析基本程序。
首先，要对失效现象加以确认，做好失效样品制备及保存工作；其次，在对电子元器件进行外部检查和电性分析之后，分析其内部结构并开展可靠性测试，必要时可开展电路评价，之后开封并剥层；最后，对失效点进行准确定位，通过物理分析确定电子元器件失效机理，进而针对失效机理采取有效的纠正措施。
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
可靠性分析 失效分析
确定失效模式
一般通过观察或电性能测试可以确定。
通过立体显微镜检查，观察失效样品的外观标志是 否完整、 是否存在机械损伤、是否有腐蚀痕迹等；
利用金相显微镜和扫描电子显微镜等设备观察失效 部位的 形状、大小、位置、颜色，机械和物理结构、物理特性等， 准确的描述失效特征模式。
通过电特性测试，判断其电参数是否与原始数据相 符，分 析失效现象可能与失效样品中的哪一部分有关；
电容器常见的失效模式和失效机理
电容器常见的失效模式和失效机理
半导体器件常见的失效模式和失效机理
半导体器件常见的失效模式和失效机理
半导体器件常见的失效模式和失效机理
半导体器件常见的失效模式和失效机理
明确分析对象 失效分析首先要明确分析对象及失效发生的背景。
使用者： 记录下失效元器件的失效现象、失效时的环境条 件、在系 统的位置和作用以及经历等。
分析者： 了解失效发生时的状况，初步确定失效发生的阶 段通过外观检查、电学检测以及显微镜光学观 察确认失效现象 。在条件许可的情况下，尽可能的 复现失效进行复验，以明确分析对象是否确实失效， 避免无效的工作。
提出预防措施及设计改进方法 根 Nhomakorabea机理分析，提出消除产生失效的办法和建议 反馈到设计、工艺、使用单位等各个方面，以便控制 乃
至完全消除主要失效模式的出现
发挥团队力量，提出防止产生失效的设想和建议 包括材料、工艺、电路设计、结构设计、筛选方法和 条
件、使用方法和条件、质量控制和管理等方面
判断失效原因
根据失效模式、材料性质、制造工艺理论和经验，
结合观察到的相应失效部位的形状、大小、位置、颜色以及 化学组成、物理结构、物理特性等因素。
FMEA失效分析与失效模式分析
FMEA失效分析通常包括失效模式分析作为其一部分，两者都是质量 保证和可靠性工程的重要工具。
02
FMEA失效模式分析
失效模式的定义与分类
失效模式定义
在产品或过程中，可能导致产品或系 统不能达到预期功能的现象或问题。
失效模式分类
按失效的性质可分为功能失效、潜在 失效、外观失效等；按失效的原因可 分为设计缺陷、制造缺陷、使用不当 等。
06
案例研究
案例一：汽车刹车系统的FMEA失效分析
总结词
全面分析，预防为主
详细描述
通过对汽车刹车系统进行FMEA失效分析， 识别出潜在的失效模式和原因，并采取相应 的预防措施，确保刹车系统的可靠性和安全
性。
案例二
要点一
总结词
细致入微，失效定位
要点二
详细描述
对电子产品电路板进行FMEA失效模式分析，准确定位失 效模式和原因，提出改进措施，提高电路板的可靠性和稳 定性。
失效风险
指产品或系统在实现其功能过程中可能出现的故障、异常或性能下降的风险。
分类
按照失效模式和影响分析（FMEA）的方法，失效风险可分为功能失效风险和潜在失效 风险。
失效风险的分析方法
01
故障树分析（FTA）
通过建立故障树，分析系统各部件的故障对系统整体性能的影响。
02
事件树分析（ETA）
通过建立事件树，分析系统各事件的发生对系统性能的影响。
失效模式的分析方法
故障树分析法
01
通过建立故障树，分析导致故障的各种因素，确定故障发生的
概率和影响程度。
故障模式与影响分析法
02
分析产品或系统的各种故障模式，评估其对系统功能的影响程
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。
集成电路失效分析新技术
超声换能器在样品上方以光栅的方式作机械扫描 , 通过改变换能器的水平位置, 在平面上以机械扫 描的方式产生一幅超声图像 。 在 C-SAM 的图像中 , 与背景相比的衬度变化 构成了重要的信息, 在有空洞、 裂缝、 不良粘接 和分层剥离的位置产生高的衬度, 因而容易从背 景中区分出来。 衬度的高度表现为回波脉冲的正 负极性, 其大小是由组成界面的两种材料的声学 阻抗系数决定, 回波的极性和强度构成一幅能反 映界面状态缺陷的超声图像 。 超声探头的主要技术指标是声波的频率。 其 横向分辨率、 穿透深度与声波频率有关。 频率越 低 , 横向分辨率越差 , 但穿透深度越大 。 用 C-SAM 来检测塑封 IC 的照片如图 2 所示 。 由于再流焊引起的热效应, 渗入塑封材料内的水 汽发生膨胀 , 塑料与管脚间出现明显的分层 。
对准被测节点、 失效分析速度加快的特点, 在钝 化层较薄的情况下可以不去掉钝化层 。 用电子束测试技术进行信号寻迹失效定位必 须多次选择探测点 。 一种叫 Navigation 的软件能把
EBT 与现代电子设计自动化 (EDA ) 技术相结合 ,
可根据设计版图、 网表和线路图在实际芯片的扫 描电镜图像上实时地确定电子束在芯片上的探测 点, 提取被测节点的逻辑波形信号, 进而迅速地 对电路的失效节点进行失效定位或设计验证, 如 图 3、 4 所示 。
失效分析用 X 射线透视技术的原理与医用完全 相同。 样品局部缺陷造成该处吸收系数异常, 引 起 X 射线透视像 的局部衬度 异常 。 此 技 术 主 要 用 于电子元器件的内引线断裂、 金属化层断裂的观 察 。 X 射线透视像的横向分辨率为 10 !m , 这是由
X 射线的波长决定的 。 过电应力引起的 FPGA 电源 内引线烧断的 X 射线透视照片如图 1 所示 。 C-SAM 利用超声脉 冲探测样品 内部空隙等 缺
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。
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。
十分重要的TVS失效分析
摘要：常用电路保护器件的主要失效模式为短路，瞬变电压抑制器(’IvS)亦不例外。
TvS 一旦发生短路失效，释放出的高能量常常会将保护的电子设备损坏．这是TvS生产厂家和使用方都想极力减少或避免的情况。
通过对TVS筛选和使用短路失效样品进行解剖观察获得其失效部位的微观形貌特征．结合器件结构、材料、制造工艺、工作原理、筛选或使用时所受的应力等。
采用理论分析和试验证明等方法分析导致7rvS器件短路失效的原因。
分析结果表明引发TvS短路失效的内在质量因素包括粘结界面空洞、台面缺陷、表面强耗尽层或强积累层、芯片裂纹和杂质扩散不均匀等。
使用因素包括过电应力、高温和长时间使用耗损等。
1 引言瞬变电压抑制器（TVS：Transient Voltage Suppressor）是为了解决电子设备电压瞬变和浪涌防护问题而设计出的一种高性能的电子电路保护器件，瞬变电压抑制二极管，主要用于对电路进行瞬态保护。
当TVS管两端经受瞬间的高能量冲击时，它能以极高的速度把两端间的阻抗变为低阻抗，吸收一个大电流，从而把它两端间的电压钳制在一个预订的数值上，保护后面的电路原件不因瞬态高电压冲击而损坏。
国内外在电子产品和国内高可靠设备中的应用都十分普遍。
随着TVS 使用范围和使用数量的增加，TVS 自身的可靠性备受关注，因为TVS 可靠性不仅是TVS 本身的问题，还关系到被保护电子电路的使用可靠性。
研究TVS 的可靠性须对TVS的失效模式和失效机理有深入的了解。
文献表明TVS 的失效模式有短路、开路和电特性退化。
其中，短路失效最为常见，且对电路的影响最为严重。
目前，国内对国产TVS 短路失效机理的研究缺乏深度，不够系统，因此，对国产TVS 短路失效机理进行深入、系统的研究十分必要。
2 TVS 短路失效样品和失效分析程序在国内主要TVS 生产厂商的支持下，搜集了有关国产TVS 筛选和使用中短路失效的样品和筛选应力条件或使用条件等失效数据，对这些样品进行电参数测试、开帽、去保护胶、管芯与电极分离、去焊料和显微观察等步骤，找出失效部位，分析引发TVS 短路失效的内在质量因素或使用因素，以及失效的发生过程。
电子产品失效模式分析1
电子产品失效模式分析失效分析是一门发展中的新兴学科，近年开始从军工向普通企业普及，它一般根据失效模式和现象，通过分析和验证，模拟重现失效的现象，找出失效的原因，挖掘出失效的机理的活动。
在提高产品质量，技术开发、改进，产品修复及仲裁失效事故等方面具有很强的实际意义。
01、失效分析流程图1 失效分析流程02、各种材料失效分析检测方法1、PCB/PCBA失效分析PCB作为各种元器件的载体与电路信号传输的枢纽已经成为电子信息产品的最为重要而关键的部分，其质量的好坏与可靠性水平决定了整机设备的质量与可靠性。
图2 PCB/PCBA失效模式爆板、分层、短路、起泡，焊接不良，腐蚀迁移等。
常用手段无损检测：外观检查，X射线透视检测，三维CT检测，C-SAM检测，红外热成像表面元素分析：•扫描电镜及能谱分析(SEM/EDS)•显微红外分析(FTIR)•俄歇电子能谱分析(AES)•X射线光电子能谱分析(XPS)•二次离子质谱分析(TOF-SIMS)热分析：•差示扫描量热法(DSC)•热机械分析(TMA)•热重分析(TGA)•动态热机械分析(DMA)•导热系数(稳态热流法、激光散射法)电性能测试：•击穿电压、耐电压、介电常数、电迁移•破坏性能测试：•染色及渗透检测2、电子元器件失效分析电子元器件技术的快速发展和可靠性的提高奠定了现代电子装备的基础，元器件可靠性工作的根本任务是提高元器件的可靠性。
图3 电子元器件失效模式开路，短路，漏电，功能失效，电参数漂移，非稳定失效等常用手段电测：连接性测试电参数测试功能测试无损检测：•开封技术(机械开封、化学开封、激光开封)•去钝化层技术(化学腐蚀去钝化层、等离子腐蚀去钝化层、机械研磨去钝化层)•微区分析技术(FIB、CP)制样技术：•开封技术(机械开封、化学开封、激光开封)•去钝化层技术(化学腐蚀去钝化层、等离子腐蚀去钝化层、机械研磨去钝化层)•微区分析技术(FIB、CP)显微形貌分析：•光学显微分析技术•扫描电子显微镜二次电子像技术表面元素分析：•扫描电镜及能谱分析(SEM/EDS)•俄歇电子能谱分析(AES)•X射线光电子能谱分析(XPS)•二次离子质谱分析(SIMS)无损分析技术：•X射线透视技术•三维透视技术•反射式扫描声学显微技术(C-SAM)▍3、金属材料失效分析随着社会的进步和科技的发展，金属制品在工业、农业、科技以及人们的生活各个领域的运用越来越广泛，因此金属材料的质量应更加值得关注。
PCB失效分析技术与案例
PCB失效分析技术与案例PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）作为电子产品的核心组成部分，承载着各种电子元件和连接线路，是电子产品正常运行的基础。
然而，由于各种原因，PCB可能会出现失效现象，例如电气失效、机械失效、热失效等。
本文将介绍几种常见的PCB失效分析技术以及相应的案例。
一、电气失效分析技术1.测试仪器：使用示波器、万用表、频谱分析仪等仪器对PCB进行电气特性分析，检测电气性能是否正常。
2.红外测试：使用红外线热像仪对PCB进行红外检测，查找异常发热点，判断是否存在热失效等问题。
3.焦耳热分析：通过加热PCB，利用焦耳热效应来检测是否有电气连接不良，或是电敏感元器件的温度分布不均等问题。
案例：电子产品的PCB在使用过程中发现频繁死机。
经过电气失效分析发现，其中一个芯片温度异常升高，通过焦耳热分析发现该芯片与PCB之间的焊点存在接触不良，导致芯片发热过高而死机。
二、机械失效分析技术1.目视检查：通过目视检查PCB表面是否存在物理损伤，如裂纹、变形等。
2.显微镜观察：使用显微镜对PCB进行观察，检查PCB连接是否完好，是否存在疲劳裂纹等。
3.声发射检测：利用声发射检测仪器对PCB进行检测，通过检测不同频率的声波来判断是否存在机械失效。
案例：电子产品的PCB在物理冲击后无法正常工作。
经过机械失效分析发现，PCB上的一个元件发生了松动，导致接触不良。
通过目视检查和显微镜观察，最终发现该元件的焊点出现了裂纹，进一步造成了PCB的机械失效。
三、热失效分析技术1.热测量：使用热敏电阻或红外线热像仪对PCB进行温度测量，查找温度异常区域，判断热失效的可能性。
2.热分析：利用有限元软件对PCB进行热仿真分析，通过数值模拟来预测PCB在工作过程中的温度分布和热应力。
案例：电子产品的PCB过热导致无法正常工作。
经过热失效分析发现，PCB散热不良，导致温度过高。
通过热测量发现，PCB上的散热片连接不良，无法正确散热。
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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
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失效分析概论
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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
失效，制造工艺不良导致的失效
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失效模式及分布
分立元件
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电阻器
电容器
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失效模式及分布
继电器
按插元件
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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。
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。
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失效机理
8. 金属化电迁移
在外电场作用下，导电电子和金属离子间 相互碰撞发生动量交换而使金属离子受到 与电子流方向一致的作用力，金属离子由 负极向正极移动，这种作用力称为“电子 风”。
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。
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IMC
IMC
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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。
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。
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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。
对铝，金等金属膜，电场力很小，金属离 子主要受电子风的影响，使金属离子朝正 极移动，在正极端形成金属离子的堆积， 形成小丘，而在负极端生产空洞，使金属 条断开。
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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。
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失效机理
4. 金属腐蚀失效
当金属与周围介质接触时， 由于发生化学反应或电化学 作用而引起金属腐蚀。
电子元器件中，外引线及封 装壳内的金属因腐蚀而引起 电性能恶化直至失效。
腐蚀产物形貌观察和成分测 定对失效分析很有帮助。
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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。
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失效机理
6. 金铝化合物失效
金Au和5A铝l2，键A合u4，Al等在金长属期间储化存合和物使（用I后MC，）金铝之间生成AuAl2，AuAl，Au2Al，
这Au些5AIlM2，CA的u物4Al理呈性浅质金不黄同色，，电俗导称率黄较斑低；。AuA2AulA呈l2白呈色紫俗色称，白俗斑称。紫斑；
失效特点——点现象，内部失效判别。 。
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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。
过电压场致失效——放电回路阻抗较 高，元器件因接受高电荷而产生高电压 导致电场损伤，多发生于电容器件。
过电流热致失效——放电回路阻抗较 低，元器件因放电期间产生强电流脉冲 导致高温损伤，多发生于双极器件。
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失效分析基本程序
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失效分析基本程序
3. 失效分析程序
样 失 外 失 方 非 破综 报
品 效 观 效 案 破 坏合 告
基 现 检 模 设 坏 性分 编
本 场 查 式 计 性 分析 写
信信
确
分析
息息
认
析
调调
查查
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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
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失效分析基本程序
半破坏性分析的基本路径
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。
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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。
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失效分析技术与设备
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。
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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。
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。
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主要失效模式及机理
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失效模式
失效模式就是失效的外在表现形式。
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：早期失效，随机失效，磨损失效 按电测结果分：开路，短路或漏电，参数漂移，功能失效 按失效原因分：电应力（EOS）和静电放电（ESD）导致的