电子元器件失效分析及技术发展

电子元器件失效分析及技术发展

陈圣伦

杭州瑞旗电子科技有限公司 安徽省六安市 237300

摘要:随着我国电子科技的飞速发展，集成电路的使用领域也越来越广泛，因此，对其进行故障的分析是非常必要的。文章电子元器件失效分析及技术发展方面进行了分析，并提出了今后发展中遇到的问题，以改进其可靠性为目标。

关键词:电子元器件；失效分析；技术

引言

在大数据时代，随着电子产品的质量和性能的提高，对故障分析的需求也越来越高。对电子元件的故障进行分析，首先要弄清故障的本质和成因，并对其进行科学的预防，提高其工作性能，确保其可靠性。因此，对电子元件的故障诊断和技术开发进行深入的探讨是十分必要的。

1电子元器件失效分析原则与基本程序

1.1原则

在分析电子元件的故障原因时，应严格遵守有关的准则，以确保其完整。一般说来，在对电子元件进行故障分析时，一般采用非破坏性检验方法。传统的非破坏性检测方法在分析不出故障的原因时，必须采取进一步的措施，以便更好的查找故障的根源。对电子元件的故障分析来说，其整个工作过程就是从故障信息中获得故障信息，因此，故障信息的采集是故障分析的关键。为了保证对电子元件进行正确的故障分析，尽量减少故障发生的可能性，必须遵循以下几个原则:第一，必须严格遵守分析计划，然后实施计划，即对电子元件的故障进行分析，确定故障分析的步骤和内容，以便确定故障分析的操作步骤和内容。请注意，在对电器进行通电前，必须先进行外部检验。其次，在进行电器加电试验时，其电流运行要遵循“先弱后强”的原则，首先要从其外观、形态等方面进行分析，然后对其内部结构进行检测。在进行检测和分析时，首先要确保电子元件在静态状态下，然后才能进行动态检测。第三，在对电子元件进行故障分析时，必须遵循“宏观、微观”的原则，从广义的观点出发，对其故障进行全面的分析，以找出故障的根源。最后，要决定故障分析的先后次序和次要目标，首先要考虑到电子元件的主要问题，然后在必要的时候进行破坏性的测试，从而找出故障的原因。

1.2电子元器件失效分析基本程序

首先，要确认故障现象，准备和保护失效的试样;然后，从外观、电气性能等方面进行分析，然后进行可靠性试验，如有必要，可以进行线路评估，然后开封剥离;

2电子元器件失效分析技术发展现状、面临的挑战

2.1电子元器件失效分析技术发展现状

在电子元件故障诊断中，故障点的确定是故障点的确定。但现在，随着电子技术的发展，电子元件的结构也在不断地变得复杂，芯片的尺寸也在不断地增大，同时，它的线宽也在不断地缩小，这也就意味着，电子元件的故障和故障诊断也会变得更加复杂和特殊，如果只靠观察，很难发现问题所在。在故障分析的时候，需要对电路的总体状况有一个全面的了解，同时要将电路单元、存储器等对应的电路模块锁住，以便寻找出每一个电路的结点，从而确定接触、通孔和电源，从而确保故障点的精确定位。另外，由于电子元件中的集中电路结构越来越复杂，互连层的数量也越来越多，这就导致了高延时，电子元件的电路工作起来非常困难，往往很难及时发现电路故障，从而影响到分析的精度。在这样的大环境下，系统级的芯片也随之产生，它是一种新的技术手段，在故障分析中扮演着越来越重要的角色。

2.2电子元器件失效分析技术发展所面临的挑战

2.2.1失效定位与电测

故障定位是一种对特定故障点进行系统故障分析的系统处理。对集成电路而言，故障定位是一个复杂而又特殊的问题，要全面掌握集成电路的总体状况，必须先锁定电路中的存储器和电路单元，然后确定电路的结点，确定电路的源、接触和通孔，以保证故障的精确定位。但是随着集成电路的发展，随着线宽的不断减小，故障定位和电测的难度也越来越大。

2.2.2系统级芯片

在故障分析中，系统级芯片是一种十分关键的技术手段。目前，由于集成电路的复杂性，互联层数量的大幅增长，使得电路在高时延的情况下工作起来更加困难。这种情况下，很难及时发现故障，影响了故障分析的精确性。

3电子元器件失效分析技术方法

3.1失效现象确认

从宏观上讲，电子元件的失效有连接失效、电气参数失效和功能失效三大类。非破坏性试验中，根据标准对其施加一定的电应力，对其进行检测，既不会产生损坏，也能判断其有无瑕疵。在失效分析时，如果根据产品的质量要求，增大电应力，将会引入新的故障模式，从而使电子元件的故障更加严重。随着科技的进步，电子元件的性能测试越来越复杂，通常采用 ATE的自动化测试装置进行测试，根据已有的功能仿真应用条件，科学地编制运行程序，确保其正确性，对功能试验的结果进行分析，并得出故障的结论。连接性试验是一个很复杂的工作，它要用待机电流和端口来进行，其故障原因主要是通过待机电流来决定，而且这个试验可以为以后的程序的正常操作提供一个可靠的依据。

3.2样品制备与保存

为了使电子元件的表面和内部分析能够得到有效的应用，必须在掌握其特征的前提下，对其进行样品的准备和储存，以便为其进行失效分析奠定基础。例如，采用去钝化技术，以降低导电率和晶片的阻挡效应，达到了晶片的制作和储存要求。虽然钝化层对测试条件没有特别的要求，但却很容易发生腐蚀，而且腐蚀的部位和范围都是不可控的，很可能会腐蚀内部导线和未被钝化的金属层，从而影响到失效分析的精度，而采用等离子体腐蚀钝化法，虽然不会造成严重的腐蚀，但也会带来新的破坏形式。因此，在生产实践中，应严格监测其腐蚀过程，根据其色泽的变化，分析其腐蚀程度，并决定其速度。

3.3电性分析

电学分析可以为故障的位置提供可靠的依据。OBIRCH技术是一项常用的检测技术，它利用激光对材料的电阻率变化进行检测，实现了对缺陷的检测。另外，在故障诊断和故障定位方面， LCD热点检测技术也是一种很好的方法。

结语：电子元器件失效分析是对失效机理、失效原因进行诊断的一个过程。正确、可靠的故障分析可以为电子元件的质量管理和操作提供技术支撑，从而使其充分利用。因此，必须在实践中对故障进行分析，以达到对故障进行综合评价的目的。

参考文献：

[1]罗道军,倪毅强,何亮,郭小童,杨施政.电子元器件失效分析的过去、现在和未来[J].电子产品可靠性与环境试验,2021,39(S2):8-15.

[2]刘建清.电子元器件技术发展与失效分析[J].电子元器件与信息技术,2020,4(03):18-20.

[3]高奕.电子元器件失效分析及技术发展研究[J].河南科技,2018(34):72-73.

陈圣伦 男 1982.9 安徽六安 237300 杭州瑞旗电子科技有限公司 硕士研究生 工程师 电子元器件方向，主做电路拓扑的产品