半导体元件失效分析

优尔鸿信检测拥有半导体元器件从表面到内部的全系列测试能力，ESD测试，FIB测试，工业CT扫描、红墨水实验、切片分析、离子色谱等项目全覆盖，能高效识别虚焊、开裂、离子残留等问题，依托专业仪器实现精准检测，助力电子器件质量管控。

半导体元件失效分析步骤

在实际工作中，一个完整的半导体元件失效分析通常会遵循“先外后内、先无损后破坏"的基本原则

1. 失效现象收集与故障定位

这是所有分析的起点。你需要尽可能详细地记录：

失效现象：是不工作，还是参数漂移，或是间歇性故障？

失效环境：是在什么测试或使用条件下发生的？

失效比例：是个别现象还是批次性问题？

基于现象，通过电性能测试（如IV曲线测试）和外观检查，初步锁定失效的大致部位。

 2. 非破坏性分析

在不对样品造成破坏的前提下，充分利用各种仪器进行排查。

外观检查：使用光学显微镜进行仔细检查，寻找如变色、裂纹、污染等细微的异常。

电特性测试：IV曲线测试可以非常快地帮你确认失效引脚是否存在短路、开路、漏电等高阻问题。

内部结构无损检查：

对于PCB内部布线、焊点（尤其是BGA）等，X-Ray透视是较好的选择。

对于塑封器件受潮后分层、PCB爆板等，超声波（C-SAM） 因其对界面缺陷非常敏感而尤为有效。

 3. 破坏性分析技术

当无损分析无法确定根本原因时，在获得授权后，需要进行破坏性分析。

切片分析：这是观察PCB通孔、焊点等内部微观结构的经典方法。通过取样、镶嵌、切片、抛磨、腐蚀等一系列步骤，制备出可供显微镜观察的横截面。

离子研磨：这是当前更先进的制样技术。传统机械抛光可能会引入划伤或磨料污染，而离子研磨利用离子束进行切削和抛光，可以获得无应力、无污染的截面，使得在SEM下观察到的图像更为真实、清晰。

SEM/EDS分析：将制备好的切片放入扫描电镜（SEM），可以观察到极其细微的微观结构，如金属间化合物、微裂纹、锡须等。配合能谱仪（EDS），还可以对微小区域的元素成分进行定性甚至半定量分析，帮助判断污染物或腐蚀物的来源。

开封分析：如果失效定位在芯片内部，就需要通过化学开封（用酸腐蚀掉外部塑料封装）或物理方法将芯片晶圆暴露出来，以便用SEM观察其内部的烧伤、击穿等缺陷。

4. 综合分析并给出结论

最后，需要将所有获得的数据、图像和事实进行综合逻辑推理，确定失效机理（如静电损伤、机械应力、电迁移等），并最终找出根本原因，形成一份结构清晰的失效分析报告，为后续的质量改进提供方向。

半导体元件失效分析技术手段