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失效分析第三章 失效分析的基本方法1. 按照失效件制造的全过程及使用条件的分析方法：（1）审查设计（2）材料分析（3）加工制造缺陷分析（4）使用及维护情况分析2. 系统工程的分析思路方法：（1）失效系统工程分析法的类型（2）故障树分析法（3）模糊故障树分析及应用3. 失效分析的程序：调查失效时间的现场；收集背景材料，深入研究分析，综合归纳所有信息并提出初步结论；重现性试验或证明试验，确定失效原因并提出建议措施；最后写出分析报告等内容。
4. 失效分析的步骤：（1）现场调查 ①保护现场 ②查明事故发生的时间、地点及失效过程 ③收集残骸碎片，标出相对位置，保护好断口 ④选取进一步分析的试样，并注明位置及取样方法⑤询问目击者及相关有关人员，了解有关情况 ⑥写出现场调查报告（2）收集背景材料 ①设备的自然情况，包括设备名称，出厂及使用日期，设计参数及功能要求等 ②设备的运行记录，要特别注意载荷及其波动，温度变化，腐蚀介质等③设备的维修历史情况 ④设备的失效历史情况 ⑤设计图样及说明书、装配程序说明书、使用维护说明书等 ⑥材料选择及其依据 ⑦设备主要零部件的生产流程 ⑧设备服役前的经历，包括装配、包装、运输、储存、安装和调试等阶段 ⑨质量检验报告及有关的规范和标准。
（3）技术参量复验 ①材料的化学成分 ②材料的金相组织和硬度及其分布 ③常规力学性能④主要零部件的几何参量及装配间隙（4）深入分析研究（5）综合分析归纳，推理判断提出初步结论（6）重现性试验或证明试验5. 断口的处理：①在干燥大气中断裂的新鲜断口，应立即放到干燥器内或真空室内保存，以防止锈蚀，并应注意防止手指污染断口及损伤断口表面；对于在现场一时不能取样的零件尤其是断口，应采取有效的保护，防止零件或断口的二次污染或锈蚀，尽可能地将断裂件移到安全的地方，必要时可采取油脂封涂的办法保护断口。
②对于断后被油污染的断口，要进行仔细清洗。
③在潮湿大气中锈蚀的断口，可先用稀盐酸水溶液去除锈蚀氧化物，然后用清水冲洗，再用无水酒精冲洗并吹干。
塑封料＼环氧塑封料工艺选择和封装失效分析流程一环氧塑封料的工艺选择1.1 预成型料块的处理（1）预成型塑封料块一般都储存在5℃-10℃的环境中，必会有不同程度的吸潮。
因此在使用前应在干燥的地方室温醒料，一般不低于16小时。
（2）料块的密度要高。
疏松的料块会含有过多的空气和湿气，经醒料和高频预热也不易挥发干净，会造成器件包封层内水平增多。
（3）料块大小要适中，料块小，模具填充不良；料块大，启模困难，模具与注塑杆沾污严重并造成材料的浪费。
1.2 模具的温度生产过程中，模具温度控制在略高于塑封料玻璃化温度Tg时，能获得较理想的流动性，约160℃-180℃。
模具温度过高，塑封料固化过快，内应力增大，包封层与框架粘接力下降。
同时，固化过快也会使模具冲不满；模具温度过低，塑封料流动性差，同样会出现模具填充不良，包封层机械强度下降。
同时，保持模具各区域温度均匀是非常重要的，因为模具温度不均匀，会造成塑封料固化程度不均匀，导致器件机械强度不一致。
1.3 注塑压力注塑压力的选择，要根据塑封料的流动性和模具温度而定，压力过小，器件包封层密度低，与框架黏结性差，易发生吸湿腐蚀，并出现模具没有注满塑封料提前固化的情况；压力过大，对内引线冲击力增大，造成内引线被冲歪或冲断，并可能出现溢料，堵塞出气孔，产生气泡和填充不良。
1.4 注模速度注模速度的选择主要根据塑封料的凝胶化时间确定。
凝胶化时间短，注模速度要稍快，反之亦然。
注模要在凝胶化时间结束前完成，否则由于塑封料的提前固化造成内引线冲断或包封层缺陷。
1.5 塑封工艺调整对工艺调整的同时，还应注意到预成型料块的保管、模具的清洗、环境的温湿度等原因对塑封工序的影响。
2 塑封料性能对器件可靠性的影响2.1 塑封料的吸湿性和化学粘接性对塑封器件而言，湿气渗入是影响其气密性导致失效的重要原因之一。
湿气渗入器件主要有两条途径：①通过塑封料包封层本体；②通过塑封料包封层与金属框架间的间隙。
常规失效分析流程
1，接受上级或客户不良品信息反馈及分析请求，并了解客户相关信息。
（指失效模式，参数值，客户抱怨内容，型号，批号，失效率，所占比例等，与正常品相比不同之处）
2，记录各项信息内容，以在长期记录中形成信息库，为今后的分析工作提供经验值。
3，收信工艺信息，包括与此产品有关的生产过程中的人，机，料，法，环变动的情况（老员工，新员工，班次，人员当时的工作状态，机台状况，工夹具，所采用的原材料，工艺参数的变动，环境温湿度的变动等）
通常有：装片机号，球焊机号，包封机号，后固化烘箱号，去飞边机号，软化线号，是否二次软化，测试机台，测试参数，料饼品种型号，引线条供应者及批号，金丝品种及型号，供应者等。
4，失效确认，可用自已的测试机检测功能、开短路，以确认客户反映情况是否属实。
5，对于非开短路情况，如对于漏电流大的产品要彻底清洗（用冷热纯水或有机溶剂如丙酮）后再进行下述烘烤试验：125度烘烤24小时或175度烘烤4小时以上，烘箱关电源后门打开45度角缓慢冷却1小时后再测其功能，如功能变好，则极有可能是封装或者测试问题，对封装工艺要严查。
6，对于开短路情况，观察开短路测试值是开路还是短路，还是芯片不良，如是开路或短路，则要注意是第几脚开路或短路，待开帽后用万用表测量该脚所连的金丝的压区与脚之间的电阻，以判断该脚球焊是否虚焊。
7,对于大芯片薄形封装产品要注意所用材料（如料饼，导电胶）是否确当，产品失效是否与应力和湿气有关（125度烘烤24小时或175度烘烤4小时以上，烘箱关电源后，门打开45度角缓慢冷却1小时后再测其功能，如功能变好，则极有可能是封装或者测试的问题，对封装工艺要严查，如检查去飞边方式，浸酸时间等。
）
8，80倍以上显微镜观察产品外形特征，特别是树脂休是否有破裂，裂缝，鼓泡膨胀。
（注胶口，脚与脚之间树脂体和导电物）
9，对所有失效样品进行X-RAY检查，观察金丝情况，并和布线图相比较，以判断布线是否错误。
如发现错误要加抽产品确认失效总数并及时反映相关信息给责任人。
10，C-SAM即SAT，观察产品芯片分层情况
11，开帽：对于漏电流大的产品采用机械方式即干开帽形式，其它情况用强酸即湿开帽形式。
切开剖面观察金丝情况，及金球情况，表面铝线是否受伤，芯片是否有裂缝，光刻是否不良,是否中测，芯片名是否与布线图芯片名相符。
对于开短路和用不导电胶装片的产品要用万用表检测芯片地线和基岛之间电阻检查装片是否有问题。
对于密间距产品要测量铝线宽度，确认所用材料（料饼，导电胶，金丝）是否确当
开帽后应该再测试，根据结果进一步分析。
12，腐球：观察压区硅层是否破裂，严重氧化（用王水或氢氧化钠或氢氧化钾），腐球时注意要腐透（金丝彻底脱离芯片或溶化掉），不能用细针去硬拨金丝以免造成人为压区损坏。
13，开帽时勿碰坏金丝及芯片，对于同一客户，同型号，同扩散批，同样类型的失效产品涉及3个组装批的，任抽一批最后对开帽产品进行测试看是否会变好。
以确认是否是封装问题。
14，对开帽后漏电流偏大的可以使用微光显微镜检查。
15，对开帽后的芯片最好用SEM仔细检查有无如微小缺陷、氧化层穿孔等缺点。
16，失效分析主要依照：EOS、ESD、封装缺陷、芯片缺陷、CMOS闩锁、设计缺陷、可靠性（如水汽进入、沾污等）展开。
