在科技時代，電子技術可以應用于各個領域，特別是集成電路的應用范圍不斷擴大，集成電路可靠運行，對電子產(chǎn)品的功能有重要影響，為了確保集成電路的運行可靠性，必須進行必要的電子元件故障分析。
一、電子元器件失效分析原則及基本程序
1.電子元器件故障分析原則。電子元器件故障分析一般是基于非破壞性檢查的分析活動，具有逐層的特點。對于電子元器件，如果不能通過非破壞性檢查確定故障的根源，則需要進一步探索故障的根源。故障分析的整個過程是獲取信息的關鍵環(huán)節(jié)。為保證電子元器件故障分析合理，降低故障原因遺漏概率，必須遵循故障分析過程中的相關原則：一是遵循“先制定方案后操作”的原則，外部檢查后才能進行通電檢查；二是在加電試驗過程中，遵循電流“先弱后強”的原則。故障分析應從外部開始，然后進入內部，一開始保持靜態(tài)，然后不斷轉化為動態(tài)；三是故障分析要遵循“先宏觀后微觀”的原則，先從普遍的角度進行故障分析，再從特殊的角度進行分析。此外，還要明確失效分析的主次順序，一般先對主要問題進行失效分析，必要時進行破壞性檢測。
2.電子元器件故障分析的基本程序。首先，確認故障現(xiàn)象，做好故障樣品的制備和保存；其次，對電子元器件進行外部檢查和電性分析后，分析其內部結構，進行可靠性測試，必要時進行電路評價，然后打開剝落；最后，準確定位故障點，通過物理分析確定電子元器件故障機制，然后對故障機制采取有效的糾正措施。
二、研究電子元器件失效分析手段
1.無效診斷。從宏觀角度來看。對于電子元器件的故障性能，可分為三種類型，一種是連接故障，另一種是電子元器件功能故障，最后一種是電子元器件中的電參數(shù)故障。以上三種電子元件的故障性能往往與內部密切相關。在對電子元件進行不破壞性的檢測和分析時，需要按照標準對電子元件施加一定的電應力，以獲得檢測結果。這種無損檢測不會對電子元器件造成損壞，并能準確判斷電子元器件的結構缺陷。在分析電子元器件故障時，需要根據(jù)質量要求增加電應力，在此過程中可能出現(xiàn)新的故障現(xiàn)象，導致電子元器件故障問題進一步惡化。隨著科學技術的飛速發(fā)展，市場上出現(xiàn)了越來越多的電子元器件。同時，電子元器件的功能也越來越豐富，內部結構的復雜性也大大提高，大大提高了電子元器件功能測試的復雜性。一般來說，在測試電子元器件的功能時，需要使用自動測試設備ATE來實現(xiàn)。也就是說，根據(jù)其既定功能模擬電子元器件的應用條件，以便科學編寫電子元器件的運行程序，確保電子元器件能夠得到有效的自動測試，然后根據(jù)自動功能測試獲得的數(shù)據(jù)總結電子元器件故障的結論。在分析電子元件的連接故障時，測試工作相對復雜。在此過程中，應使用端口和待機電流進行測試，并根據(jù)待機電流確定故障因素。此外，該測試還可以為電子元件程序的后續(xù)運行提供重要的數(shù)據(jù)支持。
2.樣品的制備和保存。在分析電子元器件內部結構中的芯片故障時，應充分了解和掌握電子元器件所采用的包裝材料的特性，然后制備和保存樣品，在具體操作過程中有堅實的基礎。例如，在使用去鈍化層技術時，電子元件的芯片樣品可以通過低導電性和芯片阻塞來完全制備和保存。在具體操作過程中，雖然對去鈍化層操作沒有特殊要求，但過去鈍化層容易造成芯片腐蝕，腐蝕范圍和位置難以控制，容易導致芯片中金屬層未鈍化部分及其內引線腐蝕，降低故障分析的準確性。鈍化層通過等離子體腐蝕，雖然可以避免腐蝕的不可控性，防止嚴重的腐蝕問題，但容易出現(xiàn)新的故障問題。因此，在具體操作中，必須嚴格監(jiān)控鈍化層的整個腐蝕過程，并根據(jù)鈍化層在腐蝕過程中的顏色變化來判斷具體的腐蝕程度，明確其腐蝕速率。
3.電性分析。電子元器件的電性分析可以更快地定位電子元器件的失效點。在電性分析方法中，OBIRCH技術應用最廣泛，具有主動性，通過激光束感應電子元件中的材料電阻率，根據(jù)電阻率的實際變化確定電子元件內部結構中的故障點位置。對于電子元件材料，由于由不同材料組成，通電后電阻率不同，當電路故障時，電阻率必然會發(fā)生變化，根據(jù)電阻率的變化，可以幫助分析師快速確定電子元件的故障點。除了OBIRCH技術外，液晶熱點檢測技術在電子元器件故障分析中也具有很高的應用價值。該技術利用液晶材料對不同溫度的形態(tài)變化來確定故障點。當溫度較低時，它會以固態(tài)的形式呈現(xiàn)，當溫度較高時，液晶材料會轉化為液態(tài)，這使得液晶材料從近晶向列相轉變，電子元器件中的故障點可以根據(jù)光學特性的變化來確定。
三、電子元器件失效分析技術發(fā)展現(xiàn)狀
在電子元器件失效分析技術中，關鍵在于定位失效點。然而，目前，隨著電子技術的發(fā)展，電子元器件的結構變得越來越復雜，集成電路的規(guī)模也在擴大，線寬越來越小，相應地導致電子元器件的故障現(xiàn)象變得更加復雜和特殊，電子元器件的電氣分析和故障定位難度也大大提高，如果分析師只是通過觀察故障現(xiàn)象，很難找到故障點。因此，在故障分析過程中，分析人員必須充分掌握集成電路的整體情況，鎖定集成電路中的電路單元、存儲器等相應的電路模塊，以便找到各電路節(jié)點，在此基礎上確定接觸、通孔和源，確保故障點的準確定位。此外，由于電子元件中集中電路結構的日益復雜，互連層數(shù)進一步增加，使得電子元件中的電路在延遲較高的情況下難以工作，這往往使電路故障在第一時間難以發(fā)現(xiàn)，從而影響電子元件故障分析結果的準確性。在此背景下，系統(tǒng)級芯片也應運而生。作為一種新的技術手段，它在故障分析中也發(fā)揮著越來越重要的作用。
總之，電子元器件故障分析診斷電子元器件故障機理和原因的過程，故障分析的準確性對分析思路和程序有特殊的要求。準確可靠的故障分析可為電子元器件的質量控制和運行提供技術支持，幫助電子元器件的使用功能發(fā)揮最大的作用。在實際操作過程中，需要掌握電子元器件故障分析的技術方法，全面提高電子元器件故障分析的科學性和有效性。
