元器件失效分析需要注意的几个关键问题
器件失效会存在于产品的整个生命周期,如果缺乏对各个阶段失效信息及失效器件的收集,失效分析工作将失去必要的“物质”基础。因此,开展失效分析,必须首先在开发、生产、工程等阶段建立失效信息和失效器件的收集制度。
失效预警及启动分析机制
失效分析虽然重要,但是也不必也无法做到对于任何一次失效都进行彻底地分析。在产品生命周期内,器件失效具有明显的阶段性特点,不同阶段失效的原因也有所不同,因此一个合理的预警机制和启动分析机制非常必要。而实际操作中,应根据具体情况来灵活处理,根据需要决定是否启动失效分析。
开发阶段失效数量少,但相对的失效率很高,而且设计使用问题、新器件质量问题相对较多。在该阶段发现问题,更改成本也较低。因此应适当降低预警门限,加大失效分析的覆盖面。
生产阶段的失效多集中在早期失效、批次物料问题、ESD问题、测试过应力问题以及尚未发现的设计隐患。对于该阶段的器件失效问题,预警门限相对较高。
工程阶段的器件失效,原因主要有早期失效、批次物料问题、尚未发现的设计隐患、雷电、潮湿、硫化等环境问题、偶然失效以及损耗失效问题。该阶段的预警门限应处于开发和生产阶段之间。通过工程阶段的失效分析工作,去除明显异常的失效数据,长期可以积累得到公司实际的器件可靠性数据,建立公司的器件失效率、失效模式与机理数据库。
信息反馈机制
失效发生的环节有开发、生产、工程等阶段,失效信息的汇集部门也相应地存在于多个部门。如果没有及时地将失效信息反馈至失效分析部门,势必影响失效分析的及时性和分析结果的准确性。因此,必须建立有效的反馈渠道,使失效分析工程师能够及时了解器件的失效情况以及分析进展。
专业技术及人员
失效分析工作具有较强的专业性,从失效分析的过程看,主要可以分为失效确认,无损检测,解剖分析,失效原因验证,改进措施验证等阶段,整个过程除了需要专业分析实验室进行解剖分析外,其他几个阶段对失效分析人员的整体素质也提出了较高的要求。严格来讲,专职的失效分析工程师应具有丰富的设计开发经验,熟悉失效物理、硬件可靠性、失效分析仪器及其使用等知识和技能。
善于总结,实现点到面的技术提升
就一个单独的失效分析而言,其作用和意义是很有限的。该项工作之所以重要,还在于通过失效分析,可以为可靠性工作提供思路和线索。通过几个独立的失效分析的积累,及时启动对某一类器件或某个技术专题的深层次研究,从而解决一个层面上的问题,这样便提升了失效分析工作的作用和意义。因此失效分析人员应具有较高的技术敏感度,善于提炼和总结,通过日常失效分析工作,不断拓展和加深可靠性工作的广度和深度。