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元器件失效分析方法
器件一旦壞了，千萬不要敬而遠之，而應該如獲至寶。
開車的人都知道，哪里最能練出駕駛水平？高速公路不行，只有鬧市和不良路況才能提高水平。社會的發展就是一個發現問題解決問題的過程，出現問題不可怕，但頻繁出現同一類問題是非常可怕的。
失效分析基本概念
定義：對失效電子元器件進行診斷過程。
1、進行失效分析往往需要進行電測量并采用先進的物理、冶金及化學的分析手段。
2、失效分析的目的是確定失效模式和失效機理，提出糾正措施，防止這種失效模式和失效機理的重復出現。
3、失效模式是指觀察到的失效現象、失效形式，如開路、短路、參數漂移、功能失效等。
4、失效機理是指失效的物理化學過程，如疲勞、腐蝕和過應力等。
失效分析的一般程序
1、收集現場場數據
2、電測并確定失效模式
3、非破壞檢查
4、打開封裝
5、鏡驗
6、通電并進行失效定位
7、對失效部位進行物理、化學分析，確定失效機理。
8、綜合分析，確定失效原因，提出糾正措施。
1、收集現場數據：
應力類型 | 試驗方法 | 可能出現的主要失效模式 |
電應力 | 靜電、過電、噪聲 | MOS器件的柵擊穿、雙極型器件的pn結擊穿、功率晶體管的二次擊穿、CMOS電路的閂鎖效應 |
熱應力 | 高溫儲存 | 金屬－半導體接觸的Al－Si互溶，歐姆接觸退化，pn結漏電、Au-Al鍵合失效 |
低溫應力 | 低溫儲存 | 芯片斷裂 |
低溫電應力 | 低溫工作 | 熱載流子注入 |
高低溫應力 | 高低溫循環 | 芯片斷裂、芯片粘接失效 |
熱電應力 | 高溫工作 | 金屬電遷移、歐姆接觸退化 |
機械應力 | 振動、沖擊、加速度 | 芯片斷裂、引線斷裂 |
輻射應力 | X射線輻射、中子輻射 | 電參數變化、軟錯誤、CMOS電路的閂鎖效應 |
氣候應力 | 高濕、鹽霧 | 外引線腐蝕、金屬化腐蝕、電參數漂移 |
2、電測并確定失效模式
電測失效可分為連接性失效、電參數失效和功能失效。
連接性失效包括開路、短路以及電阻值變化。這類失效容易測試，現場失效多數由靜電放電（ESD）和過電應力（EOS）引起。
電參數失效，需進行較復雜的測量，主要表現形式有參數值超出規定范圍（超差）和參數不穩定。
確認功能失效，需對元器件輸入一個已知的激勵信號，測量輸出結果。如測得輸出狀態與預計狀態相同，則元器件功能正常，否則為失效,功能測試主要用于集成電路。
三種失效有一定的相關性,即一種失效可能引起其它種類的失效。功能失效和電參數失效的根源時常可歸結于連接性失效。在缺乏復雜功能測試設備和測試程序的情況下，有可能用簡單的連接性測試和參數測試方法進行電測，結合物理失效分析技術的應用仍然可獲得令人滿意的失效分析結果。
3、非破壞檢查
名稱 | 應用優勢 | 主要原理 |
X射線透視技術 | 以低密度區為背景，觀察材料的高密度區的密度異常點 | 透視X光的被樣品局部吸收后成象的異常 |
反射式掃描聲學顯微術（C－SAM） | 以高密度區為背景，觀察材料內部空隙或低密度區 | 超聲波遇空隙受阻反射 |
4、打開封裝
開封方法有機械方法和化學方法兩種,按封裝材料來分類，微電子器件的封裝種類包括玻璃封裝(二極管)、金屬殼封裝、陶瓷封裝、塑料封裝等。?
機械開封
?化學開封
5、顯微形貌像技術
光學顯微鏡分析技術
掃描電子顯微鏡的二次電子像技術
電壓效應的失效定位技術
6、半導體主要失效機理分析
電應力（EOD）損傷
靜電放電（ESD）損傷
封裝失效
引線鍵合失效
芯片粘接不良
金屬半導體接觸退化
鈉離子沾污失效
氧化層針孔失效
