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公司应如何应对电子元器件失效分析?

日期:2021-09-28 18:13:55 浏览量:816 标签: 电子元器件失效分析 失效分析

现在人们对电子产品质量可靠性要求的不断提高,电子元器件的可靠性不断引起人们的关注。如何提高可靠性已成为电子元器件制造的热点问题。例如,卫星、飞机、船舶和计算机等电子元件的质量可靠性是卫星、飞机、船舶和计算机质量可靠性的基础。这些都成为电子元件可靠性发展的动力,电子元件失效分析成为其中非常重要的一部分。

可靠性工作的目的不仅仅是了解和评价电子元器件的可靠性水平,更重要的是提高电子元器件的可靠性。因此,在从使用现场或可靠性试验中获得故障设备后,必须进行各种测试、分析、发现和确定故障原因,并将分析结果反馈给设计、制造、管理等相关部门,采取有针对性的有效纠正措施,改进和提高设备的可靠性。这种测试分析,寻找故障原因或机制的过程,是故障分析。

故障分析是提高电子元器件可靠性的唯一途径。从设计到生产到应用,元器件都有可能失效,因此失效分析贯穿于电子元器件的整个寿命周期。因此,有必要找出故障原因,确定故障模式,并提出纠正措施,防止每个部件重复出现相同的故障模式和故障机制,提高部件的可靠性。

中小企业缺乏无效分析概念产品的反复损坏无法找到源头

一方面,一些中小型电子产品制造商没有良好的物料控制系统,无法有效追溯物料。一旦出现问题,很难找到当年的渠道和来源,甚至无法保证材料的真实性。更有甚者,有些企业没有失效分析的概念,停留在坏了就修的消防状态,也谈不上从根本上吸取教训。有些企业在使用芯片时总是损坏,认为芯片质量不好,但没有从根本上分析损坏的原因,盲目下结论。结果换了厂家的芯片还是不好,很多年后才发现自己的电路缺乏保护设计。

另一方面,几乎所有的电子元器件制造商都采取了回避失败产品的态度,以及国际一线品牌。一般流程是先提供失效样品,然后填写问卷,再送到全球失效分析中心排队分析。结果失效分析往往需要1~2个月。而且得到的报告往往是用户使用不当。比如静电保护不好,潮湿的敏感器件有爆米花效应。似乎从来没有电子元器件制造商的责任。事实上,对于许多设备,尤其是一些新推出的专用芯片来说,刚进入市场时往往会出现很多bug,这些bug会造成这样那样的故障,bug是电子设备制造商掩盖的。

而且对于很多中小企业来说,如果购买渠道多,往往会在第一个环节被原厂拒绝。一般来说,原厂要求代理商提供无效样品的送样。结果出现了查批号说不是我买的货,不能送样品。而且原来的供应商说,你不买我的货,我为什么给你送样,导致很多中小企业的东西损坏不明白。

公司应如何应对电子元器件失效分析?

企业应具备提前预防和避免损失的失效分析能力

也许会讲,不是有专业的失效分析公司吗?是的,目前做电子元器件故障分析的公司很多,但其中良莠不齐。一个常见的现象是缺乏深层次失效机制的分析能力。很多都停留在使用尖端设备发现故障点上。至于为什么会出现这种故障,如何避免,谁的责任往往无法提供深入的帮助。

因此,企业需要具备一定的失效分析能力,这也是一个需要注意的问题。一个是仪器,一个是人员。高级失效分析仪器往往价格昂贵,如扫描电镜。对一般企业来说,往往没有实力配备全套仪器设备。另一方面,配备了这些仪器设备,需要高素质的失效分析师来判断仪器的操作、结果和机制。一般企业很难配备齐全的设备和专家人员,这无效分析的尴尬局面。

对于失效分析企业该怎么办?

对于绝大多数企业来说,也需要根据自己的实力来培养自己的失败分析团队。一般企业做失效分析可以先配备晶体管图示器,好一点的国产产品一万块钱。在仪器上培养这方面的人比全面铺开要方便得多。而且通过晶体管图示仪基本上可以将失效器件定位在失效的管脚上,如果条件好,还可以确认是电过应力损坏还是静电损坏。了解这两点可以帮助开发人员检查设计,如果是静电损坏,可以改善生产和使用的保护条件。

若要进一步分析,则需要建立金相分析实验室。所需设备为:金相显微镜、体视显微镜及切割机、磨抛机及制样耗材。如果有这样的实验室,除了各种部件的表面损伤外,还可以通过制作切片来观察内部情况。而且,当实验室达到这个水平时,不仅可以作为元器件的故障分析,还可以用于检查焊接组装工艺的故障,如检查焊接情况和金属间化合物的产生情况。此时还可用于元器件的初步认证和破坏性物理分析。

在这个阶段,上投入比较大。若采用全套进口设备,总价至少60~90万元。如果使用国产设备,投资可以少很多。采用全套国产设备,基本可在10万元以内完成。此时,在人员素质方面,需要了解电子元器件材料科学和半导体物理的人员进行相关工作。

就集成电路而言,许多故障发生在键合系统上,即管脚与集成电路芯片的连接。金相切片的方法往往会破坏芯片的键合系统。此时,可以使用开封机来打开集成电路表面的塑料材料。对于很多企业来说,这个东西太贵了,往往要几万美元。而且经常更换喷嘴等昂贵的耗材,所以很多企业根本不买这个东西,而是手工开封。但是开封需要使用强酸,有些化学品还属于国家管制药品,需要到公安局备案。而且在实际实施中,无论是开封机还是手工开封,都需要在通风厨房进行,做好个人保护。对人员而言,除上述知识外,还应使用强腐蚀性化学品,原则上应有危险化学品作业证。

借助失效分析公司或大学

一般企业可以达到上述水平。如果以上分析后不能定案,可以去社会失效分析公司,或者去大学租他们的设备进行分析。对于因来料问题导致的批次失效鉴定,必须到IEC17025认证实验室进行第三方分析鉴定。他们出具的报告具有法律效力。

总结,电子元件故障分析的目的是利用各种测试分析技术和分析程序确认电子元件故障现象,区分故障模式和故障机制,确认最终故障原因,提出改进设计和制造工艺的建议,防止故障重复,提高元件可靠性。

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