現(xiàn)在人們對電子產(chǎn)品質量可靠性要求的不斷提高，電子元器件的可靠性不斷引起人們的關注。如何提高可靠性已成為電子元器件制造的熱點問題。例如，衛(wèi)星、飛機、船舶和計算機等電子元件的質量可靠性是衛(wèi)星、飛機、船舶和計算機質量可靠性的基礎。這些都成為電子元件可靠性發(fā)展的動力，電子元件失效分析成為其中非常重要的一部分。
可靠性工作的目的不僅僅是了解和評價電子元器件的可靠性水平，更重要的是提高電子元器件的可靠性。因此，在從使用現(xiàn)場或可靠性試驗中獲得故障設備后，必須進行各種測試、分析、發(fā)現(xiàn)和確定故障原因，并將分析結果反饋給設計、制造、管理等相關部門，采取有針對性的有效糾正措施，改進和提高設備的可靠性。這種測試分析，尋找故障原因或機制的過程，是故障分析。
故障分析是提高電子元器件可靠性的唯一途徑。從設計到生產(chǎn)到應用，元器件都有可能失效，因此失效分析貫穿于電子元器件的整個壽命周期。因此，有必要找出故障原因，確定故障模式，并提出糾正措施，防止每個部件重復出現(xiàn)相同的故障模式和故障機制，提高部件的可靠性。
中小企業(yè)缺乏無效分析概念產(chǎn)品的反復損壞無法找到源頭
一方面，一些中小型電子產(chǎn)品制造商沒有良好的物料控制系統(tǒng)，無法有效追溯物料。一旦出現(xiàn)問題，很難找到當年的渠道和來源，甚至無法保證材料的真實性。更有甚者，有些企業(yè)沒有失效分析的概念，停留在壞了就修的消防狀態(tài)，也談不上從根本上吸取教訓。有些企業(yè)在使用芯片時總是損壞，認為芯片質量不好，但沒有從根本上分析損壞的原因，盲目下結論。結果換了廠家的芯片還是不好，很多年后才發(fā)現(xiàn)自己的電路缺乏保護設計。
另一方面，幾乎所有的電子元器件制造商都采取了回避失敗產(chǎn)品的態(tài)度，以及國際一線品牌。一般流程是先提供失效樣品，然后填寫問卷，再送到全球失效分析中心排隊分析。結果失效分析往往需要1~2個月。而且得到的報告往往是用戶使用不當。比如靜電保護不好，潮濕的敏感器件有爆米花效應。似乎從來沒有電子元器件制造商的責任。事實上，對于許多設備，尤其是一些新推出的專用芯片來說，剛進入市場時往往會出現(xiàn)很多bug，這些bug會造成這樣那樣的故障，bug是電子設備制造商掩蓋的。
而且對于很多中小企業(yè)來說，如果購買渠道多，往往會在第一個環(huán)節(jié)被原廠拒絕。一般來說，原廠要求代理商提供無效樣品的送樣。結果出現(xiàn)了查批號說不是我買的貨，不能送樣品。而且原來的供應商說，你不買我的貨，我為什么給你送樣，導致很多中小企業(yè)的東西損壞不明白。
企業(yè)應具備提前預防和避免損失的失效分析能力
也許會講，不是有專業(yè)的失效分析公司嗎？是的，目前做電子元器件故障分析的公司很多，但其中良莠不齊。一個常見的現(xiàn)象是缺乏深層次失效機制的分析能力。很多都停留在使用尖端設備發(fā)現(xiàn)故障點上。至于為什么會出現(xiàn)這種故障，如何避免，誰的責任往往無法提供深入的幫助。
因此，企業(yè)需要具備一定的失效分析能力，這也是一個需要注意的問題。一個是儀器，一個是人員。高級失效分析儀器往往價格昂貴，如掃描電鏡。對一般企業(yè)來說，往往沒有實力配備全套儀器設備。另一方面，配備了這些儀器設備，需要高素質的失效分析師來判斷儀器的操作、結果和機制。一般企業(yè)很難配備齊全的設備和專家人員，這無效分析的尷尬局面。
對于失效分析企業(yè)該怎么辦？
對于絕大多數(shù)企業(yè)來說，也需要根據(jù)自己的實力來培養(yǎng)自己的失敗分析團隊。一般企業(yè)做失效分析可以先配備晶體管圖示器，好一點的國產(chǎn)產(chǎn)品一萬塊錢。在儀器上培養(yǎng)這方面的人比全面鋪開要方便得多。而且通過晶體管圖示儀基本上可以將失效器件定位在失效的管腳上，如果條件好，還可以確認是電過應力損壞還是靜電損壞。了解這兩點可以幫助開發(fā)人員檢查設計，如果是靜電損壞，可以改善生產(chǎn)和使用的保護條件。
若要進一步分析，則需要建立金相分析實驗室。所需設備為：金相顯微鏡、體視顯微鏡及切割機、磨拋機及制樣耗材。如果有這樣的實驗室，除了各種部件的表面損傷外，還可以通過制作切片來觀察內部情況。而且，當實驗室達到這個水平時，不僅可以作為元器件的故障分析，還可以用于檢查焊接組裝工藝的故障，如檢查焊接情況和金屬間化合物的產(chǎn)生情況。此時還可用于元器件的初步認證和破壞性物理分析。
在這個階段，上投入比較大。若采用全套進口設備，總價至少60~90萬元。如果使用國產(chǎn)設備，投資可以少很多。采用全套國產(chǎn)設備，基本可在10萬元以內完成。此時，在人員素質方面，需要了解電子元器件材料科學和半導體物理的人員進行相關工作。
就集成電路而言，許多故障發(fā)生在鍵合系統(tǒng)上，即管腳與集成電路芯片的連接。金相切片的方法往往會破壞芯片的鍵合系統(tǒng)。此時，可以使用開封機來打開集成電路表面的塑料材料。對于很多企業(yè)來說，這個東西太貴了，往往要幾萬美元。而且經(jīng)常更換噴嘴等昂貴的耗材，所以很多企業(yè)根本不買這個東西，而是手工開封。但是開封需要使用強酸，有些化學品還屬于國家管制藥品，需要到公安局備案。而且在實際實施中，無論是開封機還是手工開封，都需要在通風廚房進行，做好個人保護。對人員而言，除上述知識外，還應使用強腐蝕性化學品，原則上應有危險化學品作業(yè)證。
借助失效分析公司或大學
一般企業(yè)可以達到上述水平。如果以上分析后不能定案，可以去社會失效分析公司，或者去大學租他們的設備進行分析。對于因來料問題導致的批次失效鑒定，必須到IEC17025認證實驗室進行第三方分析鑒定。他們出具的報告具有法律效力。
總結，電子元件故障分析的目的是利用各種測試分析技術和分析程序確認電子元件故障現(xiàn)象，區(qū)分故障模式和故障機制，確認最終故障原因，提出改進設計和制造工藝的建議，防止故障重復，提高元件可靠性。
