哈尔滨第三方电子元件失效分析方法
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发布时间：2025-05-11
优尔鸿信检测SMT实验室，多年从事电子元器件检测服务，实验室配备有多种型号的C-SAM、X-RAY、工业CT等无损检测设备，可提供PCB到PCBA各个环节的检测服务。
场发射扫描电镜利用场发射电子产生高能量的电子束，当电子束与样品相互作用时，会产生二次电子、背散射电子等信号。二次电子主要来自样品表面浅层，对样品表面形貌敏感，可用于观察样品的表面细节；背散射电子则与样品原子序数有关，通过分析背散射电子的信号可以了解样品表面不同区域的成分差异。
场发射扫描电镜性能特点
高分辨率：可达到纳米甚至亚纳米级的分辨率，能够清晰地观察到样品表面的微观结构和细节。
高放大倍数：放大倍数通常在 10-100 万倍之间连续可调，可根据需要选择合适的放大倍数观察样品。
良好的景深：可以获得具有立体感的样品表面图像，对于观察粗糙或不规则的样品表面有利。
多功能性：除了观察形貌外，还可配备能谱仪、电子背散射衍射仪等附件，进行元素分析、晶体结构分析等。
低电压成像能力：在低加速电压下也能获得量的图像，可用于观察对电子束敏感的样品。
场发射电镜应用领域
材料科学领域
材料微观结构研究：分析金属、陶瓷、高分子等材料的晶粒尺寸、形状、分布及晶界特征等，如研究纳米金属材料的晶粒大小和生长形态，帮助优化材料的制备工艺，提高材料性能。
材料表面形貌观察：观察材料在制备、加工或使用过程中的表面形貌变化，如金属材料的磨损表面、腐蚀表面，了解材料的损伤机制，为材料的防护和使用寿命预测提供依据。
复合材料界面分析：观察复合材料中不同相之间的界面结合情况，如碳纤维增强树脂基复合材料中碳纤维与树脂的界面结合状态，为提高复合材料的性能提供指导。
半导体行业
半导体器件制造与检测：在半导体芯片制造过程中，用于观察光刻图案的精度、刻蚀效果、薄膜的均匀性等，如检测芯片表面的光刻线条是否清晰、有无缺陷，及时发现制造过程中的问题，提高芯片的良品率。
半导体材料研究：分析半导体材料的晶体结构、缺陷分布、杂质沉淀等，如研究硅材料中的位错、杂质团簇等缺陷对半导体性能的影响，为半导体材料的研发和质量控制提供重要信息。
地质与矿物学领域
矿物形貌与结构分析：观察矿物的晶体形态、解理、断口等特征，如石英、长石等常见矿物的晶体形貌，为矿物的鉴定和分类提供依据。
岩石微观结构研究：分析岩石的孔隙结构、矿物颗粒的排列方式、胶结物的形态等，了解岩石的物理性质和力学性能，为石油勘探、地质工程等提供基础数据。
纳米科技领域
纳米材料制备与表征：用于观察纳米材料的尺寸、形状、分散性等，如碳纳米管的管径、长度、管壁结构，以及纳米颗粒的粒径分布和团聚状态等，指导纳米材料的合成和制备工艺优化。
纳米器件研究：观察纳米器件的结构和性能，如纳米传感器、纳米电子器件等的微观结构和界面特性，为纳米器件的设计和性能改进提供依据。
注意事项
电子产品失效分析主要分为:
1. PCB/PCBA失效分析
2. 电子元器件失效分析
常见的失效形式有：
爆板、分层、短路、起泡，焊接不良，腐蚀迁移、开路，短路，漏电，功能失效，电参数漂移，非稳定失效等
常用的分析手段：
SEM+EDS分析：利用高能电子束轰击样品表面激发各种信号，可对陶瓷、金属、粉末、塑料等样品进行形貌观察和成分分析。SEM利用背散射电子（BEI）和二次电子（SEI）来成像，EDS通过特征X-RAY获取样品表面的成分信息。
断层扫描分析：非破坏性测试，用于检测样品内部结构（金线键合情况、IC层次等）
3D X-RAY分析：非破坏性测试，用于检测PCBA焊接情况、焊点开裂、气泡、桥接、少件、空焊、PTH填锡量等
超声波扫描（C-SAM)分析：利用超声波脉冲检测样品内部的空隙、气泡等缺陷，可用于观察组件内部的芯片粘接失效、分层、裂纹、夹杂物、空洞等。
切片（Cross Section）分析：切片技术主要是一种用于检查电子组件、电路板或机构件内部状况、焊接状况的分析手段。通常采用研磨的方法，使内部结构或缺陷暴露出来。
红墨水（Dye＆Pry）分析：适用于验证印刷电路板上BGA及IC的焊接情况。通过观察、分析PCB及IC组件的焊点情况，从而对焊接开裂情况进行判定。
焊点推拉力（Bonding Test）：适用于验证印刷电路板上BGA锡球及小型贴片零件的推力测试，QFP引脚的拉力测试。
芯片开封测试（IC-Decapping）：使用强酸将塑封器件芯片上方的塑料蚀掉，观察芯片金线焊接情况、芯片内部线路情况、芯片表面是否出现EOS/ESD等。
沾锡能力测试：针对SMT电子组件、PCB板进行沾锡能力测试，并通过测试结果对样品沾锡能力进行判定。
离子浓度测试：测试样品溶液的组分和离子浓度﹐常测离子包括﹕F-﹑Cl-﹑NO2-﹑Br-﹑NO3-﹑PO43-、SO42-等。
表面绝缘阻抗（SIR）测试：给电路施加一定电压，通过测试电路的电流大小，来计算出电阻值，并记录电阻值随时间变化情况。根据表面绝缘阻抗(SIR)测试数据可以直接反映PCBA的清洁度。可用于检测助焊剂、清洗剂、锡膏、锡渣还原剂、PCB软板等
FIB（Focused Ion Beam，聚焦离子束）技术在微电子领域中有着广泛的应用，尤其是在PCB板的检测与失效分析方面。FIB设备能够实现纳米级别的加工与成像，为研究者提供了强大的工具来探索材料的微观结构和性能。
FIB的基本原理
FIB技术利用高能离子束对样品表面进行轰击，通过控制离子束的能量和流强可以实现材料的去除（刻蚀）、沉积、改性和成像等操作。通常使用的离子是离子（Ga+），因为离子源具有较高的亮度和较长的工作寿命。FIB系统通常配备有SEM（扫描电子显微镜），可以在同一台设备上同时实现离子束加工和电子束成像，提供高度的空间定位能力。
FIB的主要功能
成像：FIB可以像电子束一样在样品表面进行逐行扫描，通过收集二次电子或二次离子信号，生成高分辨率的表面形貌图像。与SEM相比，FIB成像具有的深度穿透能力和更高的衬度，特别适合多晶材料的晶粒取向和晶界分布分析
材料分析：FIB可以与EDX（能量色散X射线光谱）、EBSD（电子背散射衍射）等分析手段结合，对材料的化学成分和晶体结构进行详细分析。
电路修复与修改：在半导体工业中，FIB常用于对芯片内部的电路进行微调或修复，例如切断或连接特定的导线。
断面制备：FIB可以地切割出样品的横截面，以便观察内部结构，这对于PCB板的失效分析尤为重要。
失效分析：当PCB板出现故障时，可以通过FIB技术地切除故障区域，然后使用SEM或其他分析技术对故障部位进行详细的微观结构分析，以确定失效的原因。比如，检查是否存在焊接不良、材料缺陷、腐蚀等问题。
FIB作为一种高精度的加工和分析工具，在PCB板的检测和失效分析中发挥着的作用。随着技术的不断进步，FIB的应用范围还将进一步扩大，为电子制造业带来更多的可能性。
PCB分层时间是一个描述PCB板层间结合强度随时间变化的参数，通过热应力测试、机械应力测试、环境适应性测试和化学腐蚀测试等方法来评估PCB的分层风险。对于评估PCB的可靠性和耐久性具有重要意义。
优尔鸿信检测
以客户为中心，为客户提供全面的PCB板检测服务。
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正规：于2003年获得CNAS初次认可，2018年获得CMA资质；
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经验丰富：长期从事电子产品及零部件检测服务。
PCB板表面绝缘阻抗测试是一种用于评估PCB板表面绝缘性能的检测方法。在PCB的制造和组装过程中，由于绝缘层的质量对于防止电气故障具有至关重要的作用，因此它被广泛应用于电子制造、通信和电源电子设备等多个领域。
