失效分析检测：保障生产质量不留漏洞

失效分析在提高产品质量、技术开发与改进、产品修复及仲裁失效事故等方面具有很强的实际意义。其方法分为有损分析、无损分析、物理分析、化学分析等。华南检测实验室是材料及电子元器件领域中，专业且权威的第三方检测机构，拥有业内先进进口的设备，其检测团队是由专业领域的专家及行业精英组成，其检测严格遵照国际检测标准及方法，是经中国合格评定国家认可委员会（CNAS）认可和广东省市场监督管理局（CMA）资质认定的检测机构，所出具的检测报告具有国际效力。

失效分析开展的意义

1.找出产品设计或制造上的缺陷 。通过对产品失效原因进行深入分析，找出产品设计或制造上的缺陷，及时进行改进，并在后续的产品设计和制造中避免同样的问题再次发生，从而提高产品质量。

2.提高产品的可靠性 。通过分析产品失效原因，找出产品中存在的潜在风险和隐患，及时采取相应的措施加以改进，从而提高产品的可靠性和稳定性，减少产品故障率，提升用户的满意度。

3.避免不必要的损失 。产品失效往往会导致企业不必要的损失，比如召回产品、赔偿客户等。通过做失效分析，可以及时找出产品失效的原因，防止类似问题再次发生，避免不必要的损失。

4.提升企业的竞争力 。产品质量和可靠性是企业竞争的重要因素，而做好失效分析可以帮助企业不断改进产品，提高产品质量和可靠性，从而树立良好的品牌形象，提升企业的竞争力。

失效分析的流程

1.失效背景调查：产品失效现象？失效环境？失效阶段（设计调试、中试、早期失效、中期失效等等）？失效比例？失效历史数据？

2.非破坏分析：外观形貌检查、X射线透视检查、超声扫描检查、电性能测试、、EDS元素分析等。

3.破坏性分析：开封检查、剖面分析、探针测试、聚焦离子束分析、热性能测试、体成分测试、机械性能测试等。

4.使用条件分析：结构分析、力学分析、热学分析、环境条件、约束条件等综合分析。

5.模拟验证实验：根据分析所得失效机理设计模拟实验，对失效机理进行验证。

失效分析技术介绍

1、 PCB/PCBA失效分析

简介：

随着电子产品的高密度化与电子制造的无铅化，PCB与PCBA产品的技术水平、质量要求也面临严峻的挑战，PCB的设计与生产加工与组装过程中需要更严格的工艺与原材料的控制。目前由于尚处于技术和工艺的转型期，客户对PCB制程与组装的认识尚有较大差异，于是类似漏电、开路（线路、孔）、焊接不良、爆板分层之类的失效常常发生，常引起供应商与用户间的质量责任纠纷，为此导致了严重的经济损失。通过对PCB与PCBA的失效现象进行失效分析，通过一系列分析验证，找出失效原因，挖掘失效机理，对提高产品质量，改进生产工艺，仲裁失效事故有重要意义。

PCBA板

主要失效模式

PCB：开路失效、短路失效、漏电、绿油脱落、腐蚀、迁移、分层、爆板、 阻抗异常、耐压不⾜

PCBA：功能异常、上锡不良、焊点开裂、掉件、开路失效、短路失效、局部漏电、腐蚀、迁移、焊点变⾊、CAF、锡须、焊接孔洞/枕头/⽴碑/冷焊等⼯艺异常。

“ 葡萄球”现象 短路烧毁现象

失效分析意义

1.查明电⼦组装中失效根本原因，提供有效的电⼦组 装现场⼯艺改进⽅案，降低⽣产成本。

2.帮助⽣产商了解产品质量状况，对⼯艺现状分析 及评价，优化改进产品研发⽅案及⽣产⼯艺。

3.提⾼产品合格率及使⽤可靠性，降低维护成本，提 升企业品牌竞争⼒.

4.明确引起产品失效的责任⽅，为司法仲裁提供依据.

2、 电子元器件失效分析

简介

电子元器件失效分析指的是借助各种测试分析技术和分析程序确认电子元器件的失效现象，分辩其失效模式和失效机理，并最终确认其失效原因。同时，提出改善设计和制造工艺的建议，防止失效的重复出现，提高元器件的可靠性。

电子元器件图

失效模式

开路、短路、烧毁、漏电、功能失效、电参数漂移、⾮稳定失效等。

ESD损伤定位                                                       定位热点

失效分析意义

1.发现影响产品可靠性的根源，提出行之有效的改进设计、工艺的措施。

2.为用户合理选择元器件、正确使用元器件及整机可靠性设计提供依据。

3.通过分清偶然失效和批次缺陷，为整批元器件的使用和报废提供决策依据。

4.通过实施纠正措施，提高产品生产的成品率和可靠性，减少系统试验和工作时故障的发生。

3、金属材料失效分析

简介

金属材料分析是对金属材料的成分、结构、性能等方面进行检测和分析的过程。不仅涉及宏观分析、微观结构分析、金相组织分析、化学成分分析、硬度测试、力学性能测试、应力测试等多种分析测试技术，而且需要结合大量测试数据，并且综合得到的信息，包括设计方案、热处理情况及使用环境等，进行全面系统性的讨论分析最终归纳和推断引起失效的主要原因。

金属材料图

失效模式

断裂 > 韧性断裂、脆性断裂、疲劳断裂、应⼒腐蚀断裂、蠕变断裂、液态⾦属脆化、氢脆

腐蚀 > 化学腐蚀、电化学腐蚀

磨损 > 磨粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损、微动磨损、变形磨损其他 > 功能性失效、物理性能降级等。

层状形貌                                                                 疲劳条带

失效分析意义

1.减少和预防产品同类失效现象重复发生，减少经济损失，提高产品质量。

2.为企业技术开发、技术改造提供信息，增加企业产品技术含量，从而获得更大的经济效益。

3.分析机械零件失效原因，为事故责任认定、侦破刑事犯罪案件、裁定赔偿责任、保险业务、修改产品质量标准等提供科学依据。

失效分析手段

1.断口分析（光学形貌分析；显微形貌分析）

2.金相组织分析

3.成分分析（SEM/EDS，ICP-OES，XRF）

4.物相分析（ XRD）

5.残余应力分析

6.机械性能分析（硬度、拉伸性能、冲击性能、弯曲性能、硬度等）

7.现场工艺及使用环境的考察验证。

4、高分子材料失效分析

简介

技术的全新要求和产品的高要求化，而客户对高要求产品及工艺理解不一，于是高分子材料断裂、开裂、腐蚀、变色等之类失效频繁出现，常引起供应商与用户间的责任纠纷，所以导致了严重的经济损失。进而越来越多的企业、单位对于高分子材料失效分析有了一个全新的要求，不再是以往的直接更换等常规手段，而需要通过失效分析手段查找其失效的根本原因及机理，来提高产品质量、工艺改进及责任仲裁等方面。

高分子材料图

失效模式

断裂、开裂、腐蚀、分层、起泡、涂层脱落、变色、磨损失效等。

密封圈失效                                                                     塑胶断裂

失效分析意义

1.查明高分子材料失效根本原因，有效提出工艺及产品设计等方面改进意见。

2.提供产品及工艺改进意见，提升产品良率及可靠性，提升产品竞争力。

3.明确产品失效的责任方，为司法仲裁提供依据。

5、集成电路失效分析

简介

伴随着科学技术在我国不断地发展以及应用，集成电路在我国有了非常广泛的应用和发展。我国集成电路现在已经向着尺寸更小的方向发展，具有了集成程度非常高的技术。集成电路的应⽤⼗分⼴泛，集成电路失效分析扮演着越来越重要的⻆⾊。⼀块芯⽚上集成的器件可达⼏千万，要想找到失效器件实属⼤海捞针，因此进⾏集成电路失效分析必须具备先进、准确的技术和设备，并由具有专业知识的半导体分析⼈员开展分析⼯作。

集成电路图

失效模式

开路、短路、烧毁、漏电、功能失效、电参数漂移、⾮稳定失效等。

晶圆缺陷                                                      键合点脱落

失效分析意义

1.确定芯片失效机理。

2.为有效的故障诊断提供必要的信息。

3.为设计工程师不断改进或者修复芯片的设计，使之与设计规范更加吻合提供必要的反馈信息。

4.评估不同测试向量的有效性，为生产测试提供必要的补充，为验证测试流程优化提供必要的信息基础。

6、破坏性物理分析

简介

DPA分析（DestructivePhysical Analysis）即破坏性物理分析，它是在电子元器件成品批中随机抽取适当样品，采用一系列非破坏和破坏性的物理试验与分析方法，以检验元器件的设计、结构、材料、工艺制造质量是否满足预定用途的规范要求。

分析阶段

1.器件选型认证

2.生产进货检验

3.筛选试验

4.失效分析

失效应用场景

1.交货检验和到货检验，批次间产品品质一致性比对

2.生产关键过程工艺的质量监控包括半成品的质量分析与控制

3.电性不合格，但未完全丧失功能的原因分析（主要围绕生产过程中控制与产品设计、结构、装配等工艺相关的失效模式

4.火（水）灾产品可靠性评估

器件分层                                                                  芯片崩边

7、 复合材料失效分析

简介

复合材料失效分析是对复合材料在特定环境下出现的失效现象进行综合研究和分析的过程。复合性失效分析涉及多个领域的知识，如材料科学、机械设计、电子工程、软件工程等。它需要对产品或系统的各个组成部分进行深入的了解，以便确定哪些部分可能导致复合失效。

复合材料图

失效模式

开裂、腐蚀、爆板分层、开路（线路、孔）、变色失效等。

复合材料界面脱粘                                                             水泥开裂失效

失效分析意义

1.及时让生产商及经销商等了解产品状况 。通过对复合材料进行失效分析，可以及时发现产品存在的问题和缺陷，为生产商和经销商提供有效的预防政策，避免类似问题的再次出现。

2.提供产品及工艺改进意见 。失效分析可以帮助发现产品设计和工艺制造中的不足，为改进产品和提升产品竞争力提供指导意见。

3.明确引起复合材料产品失效的责任方 。在复合材料产品出现失效时，通过失效分析可以确定失效的原因和责任方，为司法仲裁提供依据。

8、涂/镀层失效分析

简介

随着生产和科学技术的发展，涂/镀层材料逐步出现在人们的视野并且迅速发展并遍布于我们生活。总的来说，今后对涂/镀层材料技术总的发展趋势是高性能化、高功能化、智能化和绿色化等。因为技术的全新要求和产品的高要求化，而客户对高要求产品及工艺理解不一，于是涂/镀层材料分层、开裂、腐蚀、变色等之类失效频繁出现，常引起供应商与用户间的责任纠纷，所以导致了严重的经济损失。通过失效分析一系列分析验证手段，可以查找其失效的根本原因及机理，其在提高产品质量、工艺改进及责任仲裁等方面具有重要意义。

镀层材料图

失效模式

分层、开裂、腐蚀、起泡、涂/镀层脱落、变色失效等。

涂层脱落失效                                               涂层表面起泡

失效分析意义

通过失效分析，可以对涂/镀层的宏观特征与微观特征、材质、工艺、理化性能、规定功能、受力状态及环境因素等进行综合分析，判明失效模式与失效原因，提出预防与纠正措施，从而提高产品质量、改进工艺及明确责任方，并为司法仲裁提供依据等

实验室说明

广东省华南检测技术有限公司，坐落在东莞大岭山镇,毗邻松山湖高新技术 产业开发区，专注于汽车电子、消费电子等领域的可靠性检测服务， 服务对象 涵盖半导体、电子元器件、纳米材料、 通讯、 新能源、汽车、航天航空、教育及科研等多个领域。

实验室配备了业界先进进口的测试设备，基于相关产品及元器件的失效原理，对测试样品进行可靠性检测、失效分析以及功能性能验证。配备主要仪器包括但不限于：各种规格环境可靠性试验箱、振动台、机械冲击台、各种力学试验设备、 包装可靠性试验设备，以及相应的声、 光、电性能检测系统等。

华南检测：