西宁电子元件失效分析机构 检测周期缩短至3-5个工作日
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关 键 词:西宁电子元件失效分析机构
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发布时间:2025-05-28
优尔鸿信,多年从事PCB板及电子零组件检测与失效分析服务,实验室工程师熟悉PCB板SMT和DHP工艺流程,结合超声波C-SAM、3DX-RAY、离子束切割、FIB、扫描电镜等设备,可开展PCB板、电子元器件、PCBA的一系列质量检测与失效分析。
切片分析是PCB、 PCBA制程和电子元器件及金属材料及零部件失效分析重要的分析方式之一,通常于抽样做产品质量检验,或产品发生异常不良后,针对问题位置透过电子显微镜量测做取样分析,找出异常原因。
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。
随着科技水平的发展和工艺的进歩,电子产品越来越微型化、复杂化和系统化,而其功能却越来越强大,集成度越来越高,体积越来越小。切片分析是借助切片分析技术和高倍率显微镜确认电子元器件的失效现象,分析工艺、原材料缺陷。通过显微剖切技术制得的微切片可用于电子元器件结构剖析、检查电子元器件表面及内部缺陷检查。
常用的切片方法有三种:
(1)机械切割,用于将设备劈开或抛光到所需位置,整个模具/封装均可检查;
(2)离子切割,抛光干净,对设备施加力,可以观察到微观结构;(3)双光束FIB切割,可以采取较小的区域,然后使用设置好的SEM进行观察。
FIB 测试
工作原理:基于离子源产生的离子束,在电场作用下被加速并聚焦成细束,当高能离子束撞击到目标材料时,与材料原子发生相互作用,导致材料原子的逐层剥离,从而实现的微纳加工。
常见的是 FIB-SEM 双束系统,将单束 FIB 与 SEM 技术相结合,不仅能够进行高精度的微纳加工,还能实现分辨率的成像,可同时进行离子束加工和电子束成像,大地扩展了设备的应用范围。
FIB测试需知:
样品要求:粉末样品应至少 5 微米以上尺寸,块状或薄膜样品的大尺寸应小于 2 厘米,高度小于 3 毫米,且要求导电性良好,如果导电性比较差的话需要进行喷金或喷碳处理。
确定测试目的:明确是进行截面分析、芯片修复、TEM 样品制备还是其他,以便确定具体的测试流程和参数设置。
FIB测试项目:
截面分析:利用 FIB 的溅射刻蚀功能对样品进行的定点切割,观察其横截面的形貌和尺寸,并结合元素分析系统对截面成分进行分析,可帮助发现由于材料不均匀分布导致的局部过热等问题。
芯片修复与线路修改:能够改变电路连线的方向,诊断并修正电路中的错误,直接在芯片上进行修改,降低研发成本,加快研发速度。
TEM 样品制备:可以直接从样品中切取薄膜,用于透射电镜(TEM)的研究,缩短了样品制备的时间,提高了制样的度和成功率。
纳米器件的制造:能够在器件表面进行纳米级别的加工,对于纳米电子器件的制造和研究具有重要意义。
材料鉴定:可利用遂穿对比图像进行晶界或晶粒大小分布的分析,也可加装能谱仪(EDS)或二次离子质谱仪(SIMS)进行元素组成分析。
FIB相关设备:
扫描电子显微镜(SEM):利用电子束扫描样品表面,产生二次电子、背散射电子等信号成像,可观察半导体器件的表面形貌、微观结构和缺陷,如裂纹、孔洞、短路、开路等。其分辨率较高,能对失效部位进行初步定位和观察,还可结合能谱仪(EDS)进行元素分析,确定是否存在杂质或异常元素分布。
透射电子显微镜(TEM):通过电子束穿透样品形成图像,可提供半导体器件内部原子级别的结构信息,对于分析晶体结构、位错、界面缺陷等有效,常用于研究半导体材料的微观结构和缺陷对器件性能的影响。但 TEM 对样品制备要求高,需要制备出薄的样品。
原子力显微镜(AFM):通过检测探针与样品表面之间的相互作用力来成像,可在纳米尺度上观察半导体器件的表面形貌、粗糙度、力学性能等,还能进行局部电学、磁学等特性的测量,对于研究半导体器件的表面物理和化学性质以及纳米尺度下的失效机制具有重要作用。
样品要求:样品必须是干燥的固体,且无挥发性、无磁性、无腐蚀性、性、无放射性。对于块状样品,尺寸不能太大;粉状样品需适量且要固定好,防止飞扬。
操作规范:操作过程中要严格按照仪器操作手册进行,避免误操作。在更换样品、调节参数等操作时,要小心谨慎,防止碰撞样品台和探测器。
安全事项:场发射扫描电镜内部有高压和高真空系统,在仪器运行过程中,严禁打开舱门或触摸内部部件,以免发生触电或其他安全事故。
环境要求:仪器应放置在温度和湿度相对稳定、无振动、无强电磁场干扰的环境中。
数据管理:未经授权,不得随意或修改仪器中的数据。如需拷贝数据,应使用指定的存储设备,并遵守实验室的数据管理规定。
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
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。
实力:隶属于世界500强企业;
正规:于2003年获得CNAS初次认可,2018年获得CMA资质;
精益求精:验室采用全进口设备,确保数据准确性;
快速:3工作日完成报告,打破业内规则;
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。