PCB失效分析

時(shí)間：2020-04-08作者：儀準(zhǔn)科技（北京）有限公司瀏覽：153

失效分析就是要分析損壞的產(chǎn)品從而為改進(jìn)設(shè)計(jì)或明確責(zé)任提供素材的工作。但是從行業(yè)來(lái)看，目前很多公司特別是中小型公司的失效分析做的并不好。 中國(guó)有句俗話叫：“吃一塹，長(zhǎng)一智”，《論語(yǔ)》中也有“**過”的說(shuō)法。其本質(zhì)就是要從失敗中吸取教訓(xùn)避免進(jìn)一步的犯錯(cuò)。
    一方面，一些中小型電子產(chǎn)品生產(chǎn)商沒有良好的物料控制體系，不能對(duì)物料進(jìn)行有效的追溯。一旦出了問題，很難查到當(dāng)年的渠道和來(lái)源。甚至不能保證物料的真?zhèn)?。較有甚者，一些企業(yè)就沒有失效分析的概念，停留在壞了就修的救火狀態(tài)。也談不到從根本上吸取教訓(xùn)的問題。有的企業(yè)一個(gè)芯片用上去總是損壞，就認(rèn)為是芯片質(zhì)量不好，卻沒有從根本上去分析損壞的原因，盲目下結(jié)論。結(jié)果換了一個(gè)廠家的芯片照樣壞。多年后才發(fā)現(xiàn)是自己的電路就缺乏防護(hù)設(shè)計(jì)。
    另一方面，幾乎所有的電子元器件生產(chǎn)商面對(duì)失效品都采取回避的態(tài)度。對(duì)于***品牌。一般的流程是先提供失效樣品，而后填寫問卷，而后送到**失效分析中心排隊(duì)分析，結(jié)果一個(gè)失效分析下來(lái)往往要1~2個(gè)月。而拿到的報(bào)告往往是說(shuō)用戶使用不當(dāng)。比如靜電沒有保護(hù)好、潮濕敏感器件出了爆米花效應(yīng)之類的。好像從來(lái)就沒有電子元器件生產(chǎn)商的責(zé)任。而事實(shí)上，對(duì)于很多器件，特別是新推出的某些**芯片，往往在其剛剛進(jìn)入市場(chǎng)時(shí)會(huì)有很多bug，這些bug會(huì)造成這樣那樣的失效。這中bug又是電子器件生產(chǎn)商遮遮掩掩的。
    而且，對(duì)于很多中小企業(yè)而言如果他們進(jìn)貨渠道很多，很多時(shí)候在**個(gè)環(huán)節(jié)就被原廠給拒絕了。一般而言原廠都是要求由代理商提供失效樣品的送樣。結(jié)果就出現(xiàn)了新的代理一查批號(hào)說(shuō)不是我買的貨，我不能送樣。而原來(lái)的供應(yīng)商則說(shuō)，你都不買我的貨了，我為什么給你送樣的情況。導(dǎo)致很多中小企業(yè)的東西損壞的不明不白。
     也許你會(huì)說(shuō)，不是有專業(yè)的失效分析公司么？是的，目前有很多做電子元器件失效分析的公司，但是其中良莠不齊。一個(gè)比較普遍的現(xiàn)象是，缺乏深層次失效機(jī)理的分析能力。很多都停留在使用**的設(shè)備發(fā)現(xiàn)失效點(diǎn)上，至于為什么出現(xiàn)這種失效，如何避免，究竟是誰(shuí)的責(zé)任，往往不能提供很深入的幫助。
     因此企業(yè)需要有一定的失效分析能力。這其中也有個(gè)需要注意的問題。一個(gè)是儀器的配備，一個(gè)是人員的配備。**的失效分析儀器往往價(jià)格昂貴，像掃描電鏡都是數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的儀器。對(duì)于一般的企業(yè)，往往沒有實(shí)力配備全套的儀器設(shè)備。另一方面，就是配備了這些儀器設(shè)備，對(duì)于儀器的操作、結(jié)果的判讀、機(jī)理的推斷都需要有高素質(zhì)的失效分析人員來(lái)進(jìn)行。要配備齊全的設(shè)備和*的人員對(duì)一般企業(yè)而言都是很難做的。這就是失效分析尷尬的現(xiàn)狀。
    但是，難做不等于不能做。對(duì)于絕大多數(shù)企業(yè)而言，根據(jù)自己的實(shí)力來(lái)裝備培養(yǎng)自己失效分析隊(duì)伍也是需要的。一般的企業(yè)做失效分析可以先配備一個(gè)晶體管圖示儀，好點(diǎn)的國(guó)產(chǎn)貨也就萬(wàn)把塊錢。在一個(gè)儀器上培養(yǎng)這方面的人，就比全面鋪開要方便很多。而通過晶體管圖示儀基本上可以把失效器件定位到失效的管腳上，如果條件好，還能確認(rèn)是電過應(yīng)力損壞還是靜電損壞。知道了這兩點(diǎn)就可以幫助開發(fā)人員檢查設(shè)計(jì)，而如果是靜電損傷，則可改善生產(chǎn)使用的防護(hù)條件了。
    如果想要再進(jìn)一步分析，則需要建立一個(gè)金相分析實(shí)驗(yàn)室了。這所需要的設(shè)備為：金相顯微鏡、體視顯微鏡和切割機(jī)、磨拋機(jī)及制樣的耗材了。如果有了這樣的實(shí)驗(yàn)室，除了可以看各種元器件的表面損傷外，還可以通過制作切片的方法觀察內(nèi)部情況。而且實(shí)驗(yàn)室到了這個(gè)層次，不僅僅可以用作元器件的失效分析，也可以用于焊接組裝工藝失效的檢查，比如檢查焊接情況、金屬間化合物的生成情況等。而且這時(shí)還可以用于元器件的較初認(rèn)證及進(jìn)行破壞性物理分析。
    到這個(gè)階段基本上投入就比較大了。如果使用全套進(jìn)口設(shè)備，那么總價(jià)至少也要60~90人民幣左右。如果使用國(guó)產(chǎn)設(shè)備那么投入可以少很多。采用全套國(guó)產(chǎn)設(shè)備，基本上可以在10**民幣以內(nèi)完成。此時(shí)對(duì)人員素質(zhì)上，需要有了解電子元器件材料科學(xué)、半導(dǎo)體物理學(xué)的人員進(jìn)行相關(guān)工作。
    對(duì)于集成電路而言，很多失效都是發(fā)生在鍵合系統(tǒng)上的，也就是管腳和集成電路芯片的連接上。用金相切片的方法，很多時(shí)候會(huì)破壞芯片的鍵合系統(tǒng)。這時(shí)候，可能會(huì)用到開封機(jī)來(lái)打開集成電路表面的塑料材料。對(duì)于很多企業(yè)而且言，這個(gè)東西就太貴了。往往要幾萬(wàn)美元。而且還要經(jīng)常更換噴嘴之類昂貴的耗材，所以很多企業(yè)干脆就不買這個(gè)東西，采用手工開封的方法進(jìn)行。youtube上甚至可以看到老外這么干所拍攝的視頻。不過開封需要使用到強(qiáng)酸，有些化學(xué)藥品還屬于國(guó)家管制藥品，需要到**去備案。而且實(shí)際實(shí)施時(shí)，不論是用開封機(jī)還是手工開封，都需要在通風(fēng)廚中進(jìn)行。做好個(gè)人防護(hù)。對(duì)于人員而言，除了上述知識(shí)外，要?jiǎng)佑脧?qiáng)腐蝕的化學(xué)藥品，原則上要有“危險(xiǎn)化學(xué)品作業(yè)證”。
     一般的企業(yè)做到這個(gè)層次就可以了。如果在進(jìn)行上述分析后還無(wú)法定案，這時(shí)候可以到社會(huì)上的失效分析公司，或者到大學(xué)高校中去，租借他們的設(shè)備進(jìn)行分析。對(duì)于懷疑有來(lái)料問題做造成的批次失效鑒別時(shí)，則一定要去具有IEC 17025認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)室去做第三方分析鑒定。他們出具的報(bào)告才有法律效力。
     如果一個(gè)企業(yè)要把自己的企業(yè)做成**老店，就必須要有質(zhì)量過硬的產(chǎn)品。而失效分析發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題的重要手段，對(duì)提升質(zhì)量有重要意義。希望我們的失效分析不再尷尬。
?值得慶幸的是，隨著人們對(duì)質(zhì)量和可靠性的關(guān)注度增加，近年來(lái)各企事業(yè)單位對(duì)失效分析也重視起來(lái)，國(guó)家對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)也出臺(tái)實(shí)施多種扶持政策，加上對(duì)國(guó)外**技術(shù)的引進(jìn)和學(xué)習(xí)，閩臺(tái)工程師和技術(shù)在大陸開辦實(shí)驗(yàn)室拉動(dòng)內(nèi)地的分析能力。第三方實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和及多年失效分析經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)的積累分析質(zhì)量都有較大幅度的提升，相信失效分析很快就能不再尷尬。


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