产品试验失效分析概述及发展现状

产品试验失效分析概述及发展现状

    失效分析，作为可靠性技术的重要组成部分，伴随集成电路的出现而已经存在很多年了。现在，国外的失效分析技术已经很成熟。国内的失效分析起步较晚,于20世纪50年代开始于军事方面的研究需求,运用范围比较窄。于70年代开始,我国的失效分析开始进入实践阶段,运用于航空航天领域的失效研究。80年代我国的失效分析研究取得了长足的进步,进入民用集成电路,扩大了运用范围,并相继制定了一系列相关的失效标准。

    自封装在国内发展以来，我国素有“世界封装工厂”之称，但是纵观国内每年封装排名前十的企业中，大多是外资或者合资企业，真正的本土产业少。而从封装的产品的形式来看，多数是DIP等分立器件的封装，而真正的BGA，CSP等大型集成电路的封装少；从产品的寿命和质量上看，比国外和国内的外资企业封装的产品要差；据调查法国的SGS-THOMSON公司可靠器件生产线封装时，公司的水汽含量内控标准是30ppm，实测值是2ppm；国内调查了20个为卫星提供半导体器件的国内可靠性厂，有1/3的生产厂不做内部水汽含量控制，这些容易导致器件在使用过程失效。国内产业在失效分析力度的不够是造成这些的原因之一。

   国内的失效分析，就失效分析设备的硬件水平来说，大多数硬件属于比较老式的分析仪器，少数研究所采用了较先进的分析仪器，但是毕竟没有大规模的运用，这样就限制了国内整体的失效分析的水平，在未来的新的失效分析设备的开发上，国内也落后于国外，例如SEM,SAM等这样常用的分析设备，基本上还是靠国外进口；在失效分析管理上来说，国外很早就建立各种器件失效和可靠性的相关标准来对器件的可靠性进行严格的保证，并且对每次进行的失效分析和所获得的相关失效模式，失效原因等都进行系统化管理，建立了庞大的失效分析数据库，而国内同样也建立一些失效和可靠性的相关标准，但是在失效管理上没有达到国外的水平，系统化，网络化也只是处于发展初期；失效分析软件作为失效分析的一种主要的辅助工具，也代表了失效分析的发展水平；国外的失效分析起步比较早，现在发展到比较成熟的阶段，有很多软件开发公司，各种应力分析软件，可靠性预测软件等品种繁多；国内的这方面起步比较晚，主要是靠进口国外的失效分析软件，并进行了一些自主开发；在国外各种可靠性和失效的学术交流进行很活跃，例如国际可靠性物理会议及国际可靠性与可维修性会议每年进行一次；就国内来说，随着我国失效分析技术的发展，相关的国际会议在我国的陆续的进行，国内的学术交流也在逐渐的形成一个良好的氛围，但是仍然处于初步发展阶段。

    在集成电路不断发展，电路的集成度的不断提高，工艺的线宽不断减小的今天，器件的缺陷会变得的更小，达到纳米的数量级；新的封装新式的出现，倒装片要求非破坏性和背部探伤的失效分析技术的发展与完善；新的工艺材料和封装材料的引入，会引入新的失效和缺陷等等。在未来发展的过程中，无论是失效根源的查找，还是失效的预防，还是可靠性设计方面，要真正的发展我国的封装产业，并建立“世界封装厂”，失效分析技术扮演的角色越来越重要。