電子元器件失效分析的目的是借助各種測(cè)試分析技術(shù)和分析程序確認(rèn)電子元器件的失效現(xiàn)象，分辨其失效模式和失效機(jī)理，確定其最終失效的原因，提出改進(jìn)設(shè)計(jì)和制造工藝的建議，防止失效的重復(fù)出現(xiàn)，提高元器件可靠性。失效分析是產(chǎn)品可靠性工程的一個(gè)重要組成部分。失效分析被廣泛應(yīng)用于確定研制生產(chǎn)過(guò)程中生產(chǎn)問(wèn)題的原因，鑒別測(cè)試過(guò)程中與可靠性相關(guān)的失效，確認(rèn)使用過(guò)程中的現(xiàn)場(chǎng)失效機(jī)理。在電子元器件的研制階段，失效分析可糾正設(shè)計(jì)和研制中的錯(cuò)誤，縮短研制周期；在電子元器件的生產(chǎn)、測(cè)試和使用階段，失效分析可找出電子元器件的失效原因和引起電子元器件失效的責(zé)任方。根據(jù)失效分析的結(jié)果，元器件生產(chǎn)廠改進(jìn)元器件的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝，元器件使用方改進(jìn)電路板設(shè)計(jì)，改進(jìn)元器件或整機(jī)的測(cè)試、試驗(yàn)條件及程序，甚至以此為根據(jù)更換不合格的元器件供貨商。因而，失效分析對(duì)加快電子元器件的研制速度，提高元器件和整機(jī)的成品率和可靠性有重要意義。

失效分析是對(duì)故障件的宏觀特征和微觀特征、材料、工藝、理化性能、規(guī)定功能、受力狀態(tài)和環(huán)境因素等進(jìn)行綜合分析，判斷故障模式和故障原因，提出技術(shù)活動(dòng)和管理活動(dòng)，以防止和糾正故障。為了識(shí)別和分析故障機(jī)制、故障原因和故障后果，對(duì)故障件進(jìn)行邏輯和系統(tǒng)研究。

材料失效模式

材料在各種工程應(yīng)用中的故障模式主要包括斷裂、腐蝕、磨損和變形，其中斷裂故障的危害最大。

彈性變形失效

當(dāng)應(yīng)力或溫度導(dǎo)致材料可恢復(fù)的彈性變形足以影響設(shè)備的正常功能時(shí)，彈性變形就會(huì)失效。

塑性變形失效

當(dāng)載荷材料無(wú)法恢復(fù)的塑性變形足以影響設(shè)備的正常預(yù)定功能時(shí)，塑性變形就會(huì)失效。

韌性斷裂失效

材料斷裂前產(chǎn)生明顯宏觀塑性變形的斷裂稱(chēng)為韌性斷裂故障。

脆性斷裂失效

材料斷裂前未發(fā)生或宏觀可見(jiàn)塑性變形較少的斷裂稱(chēng)為脆性斷裂故障。

疲勞斷裂失效

材料在交變負(fù)荷下，經(jīng)過(guò)一定周期后發(fā)生的斷裂稱(chēng)為疲勞斷裂故障。

腐蝕失效

腐蝕性是指材料表面與使用環(huán)境發(fā)生物理或化學(xué)反應(yīng)，使材料發(fā)生損壞或變質(zhì)，而材料發(fā)生的腐蝕性使其無(wú)法發(fā)揮正常作用，則稱(chēng)為腐蝕性失效。腐蝕性有多種形式，包括均勻分布在材料表面的腐蝕性和局部分布在材料表面的腐蝕性。局部性腐蝕又分為點(diǎn)蝕，晶間性腐蝕，縫隙性腐蝕，應(yīng)力性腐蝕裂紋，腐蝕性疲勞等。

磨損失效

材料相互接觸或材料表面與流體接觸并相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，材料表面的形狀、尺寸或質(zhì)量因物理和化學(xué)作用而發(fā)生變化的過(guò)程稱(chēng)為磨損。磨損導(dǎo)致部件功能喪失，稱(chēng)為磨損失效。磨損有多種形式，包括粘附磨損、磨損磨損、沖擊磨損、微動(dòng)磨損、腐蝕磨損、疲勞磨損等。

聚合物和復(fù)合材料的失效模式

金屬材料和零件的常見(jiàn)故障模式有斷裂(韌性斷裂、脆性斷裂、疲勞斷裂、應(yīng)力腐蝕斷裂、疲勞斷裂、蠕變斷裂、液態(tài)金屬脆性、氫脆性)、腐蝕(化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕)、磨損(磨粒磨損、粘著磨損、疲勞磨損、微動(dòng)磨損、變形磨損)等。

聚合物材料的主要失效方式有斷裂、開(kāi)裂、腐蝕、分層、起泡、脫落、變色、磨損等。

復(fù)合材料的主要故障模式有裂紋、腐蝕、爆板層、開(kāi)路(線路、孔)、變色故障等。

失效分析的意義是什么？

1、失效分析是要找出失效原因，采取有效措施，使同類(lèi)失效事故不再重復(fù)發(fā)生，可避免極大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡；

2、促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展

19世紀(jì)工業(yè)革命，蒸汽機(jī)的使用促進(jìn)鐵路運(yùn)輸，但連續(xù)發(fā)生多起因火車(chē)軸斷裂，列車(chē)出軌事故。

大量斷軸分析和試驗(yàn)研究表明：裂紋均從輪座內(nèi)緣尖角處開(kāi)始。認(rèn)識(shí)到：金屬在交變應(yīng)力下，即使應(yīng)力遠(yuǎn)低于金屬的抗拉強(qiáng)度，經(jīng)一定循環(huán)積累，也會(huì)發(fā)生斷裂，即“疲勞”

“疲勞斷裂”成為金屬材料強(qiáng)度學(xué)中的一個(gè)重要領(lǐng)域，設(shè)計(jì)疲勞試驗(yàn)機(jī)，確定疲勞極限的概念，提出抗疲勞設(shè)計(jì)方法。

二戰(zhàn)期間，美國(guó)有4694艘焊接結(jié)構(gòu)的“自由輪”，一1289艘發(fā)生了不同程度的失效。其中238艘斷成兩截或嚴(yán)重?fù)p壞而報(bào)廢、19艘沉沒(méi)、24艘甲板完全斷裂。

戰(zhàn)后開(kāi)展了大量的失效原因分析的研究，認(rèn)識(shí)到：鋼的缺口敏感性和鋼的低溫脆化。即碳鋼和低合金鋼存在脆性轉(zhuǎn)變溫度，在低于某一溫度就會(huì)變脆（對(duì)缺口極為敏感）。

40~50年代，美國(guó)發(fā)生多起電站設(shè)備的飛裂及英國(guó)空軍墜毀事故。失效分析結(jié)果表明：鋼中的氫及夾雜物的有害作用。從此奠定了鋼的氫脆基本理論，為此發(fā)展了堿性和真空冶煉技術(shù)，促進(jìn)冶金技術(shù)的發(fā)展。

3、促進(jìn)機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量和安全可靠性的提供

可靠性是產(chǎn)品的關(guān)鍵性質(zhì)量指標(biāo)，而可靠性技術(shù)是質(zhì)量保證的和興?？煽啃苑治龅那疤嶂痪褪谴_認(rèn)產(chǎn)品是否失效、分析失效類(lèi)型、失效模式及失效機(jī)理。

零件失效與設(shè)計(jì)、選材、制造、檢驗(yàn)、安裝等過(guò)程均有關(guān)，通過(guò)失效分析，不斷將失效原因、預(yù)防措施等反饋到設(shè)計(jì)有關(guān)部門(mén)，進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn)，促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性的提高。

4、失效分析為制定或修改技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提供的依據(jù)

5、失效分析也是仲裁失效事故、開(kāi)展技術(shù)保險(xiǎn)業(yè)務(wù)及對(duì)外貿(mào)易中索賠的重要依據(jù)

芯片開(kāi)封實(shí)驗(yàn)室介紹，能夠依據(jù)國(guó)際、國(guó)內(nèi)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施檢測(cè)工作，開(kāi)展從底層芯片到實(shí)際產(chǎn)品，從物理到邏輯全面的檢測(cè)工作，提供芯片預(yù)處理、側(cè)信道攻擊、光攻擊、侵入式攻擊、環(huán)境、電壓毛刺攻擊、電磁注入、放射線注入、物理安全、邏輯安全、功能、兼容性和多點(diǎn)激光注入等安全檢測(cè)服務(wù)，同時(shí)可開(kāi)展模擬重現(xiàn)智能產(chǎn)品失效的現(xiàn)象，找出失效原因的失效分析檢測(cè)服務(wù)，主要包括點(diǎn)針工作站（Probe Station）、反應(yīng)離子刻蝕（RIE）、微漏電偵測(cè)系統(tǒng)（EMMI）、X-Ray檢測(cè)，缺陷切割觀察系統(tǒng)（FIB系統(tǒng)）等檢測(cè)試驗(yàn)。實(shí)現(xiàn)對(duì)智能產(chǎn)品質(zhì)量的評(píng)估及分析，為智能裝備產(chǎn)品的芯片、嵌入式軟件以及應(yīng)用提供質(zhì)量保證。