此前致晟光電提到過這樣一個觀點：一顆 “失效的芯片”，實則是幫助企業(yè)認(rèn)清整個制造流程的最佳老師。

順著這一思路，我們將深入探討失效分析（Failure Analysis, FA）—— 在芯片測試過程中，當(dāng)樣品出現(xiàn)電性不達(dá)標(biāo)、熱穩(wěn)定性不足或結(jié)構(gòu)一致性偏差等問題時，所必須開展的關(guān)鍵工作。它通過對失效現(xiàn)象的復(fù)現(xiàn)、觀測與邏輯推理，最終挖掘出失效的根本原因與內(nèi)在機(jī)理，不僅是一種專業(yè)的分析工具，更是品質(zhì)閉環(huán)機(jī)制的核心體現(xiàn)。

失效分析的完整流程
標(biāo)準(zhǔn)失效分析流程與設(shè)備對照

1. 外觀檢查：由表及里的初始環(huán)節(jié)

作為失效分析的起點，此步驟通常借助光學(xué)顯微鏡系統(tǒng)對芯片表面進(jìn)行顯微觀察，排查是否存在破損、污染物殘留、邊緣崩裂、引線斷裂等外顯缺陷。

2. 內(nèi)部分析：非破壞性的深層掃描

當(dāng)外觀檢查未發(fā)現(xiàn)明顯異常時，需進(jìn)一步對封裝內(nèi)部進(jìn)行 “透視”。此時可運用 X-Ray 或超聲掃描顯微鏡開展封裝完整性檢測，重點排查斷線、金球脫落、分層等結(jié)構(gòu)性隱患。

3. 熱點測試（封裝前）

這一步驟的關(guān)鍵價值日益凸顯 —— 即便芯片處于封裝狀態(tài)，借助熱紅外顯微鏡仍可實時觀測其工作時產(chǎn)生的熱點，為早期缺陷識別提供重要依據(jù)。

致晟推薦：在熱紅外檢測技術(shù)領(lǐng)域，致晟光電的 RTTLIT 實時瞬態(tài)鎖相紅外熱分析技術(shù)擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。該技術(shù)無需破壞芯片封裝，即可快速定位異常發(fā)熱點及失效點，在功率器件、車規(guī)芯片等多個分析案例中展現(xiàn)出極高靈敏度，在無損定位方面大幅提升了檢測效率，目前已逐步替代部分進(jìn)口設(shè)備。

致晟光電Thermal EMMI——熱點測試案例

4. 開封 / 去層處理 & 熱點微光測試（裸晶階段）

若封裝級檢測手段仍無法精準(zhǔn)判斷問題根因，則需通過物理開封處理，將芯片裸晶暴露，為后續(xù)更精細(xì)的測試流程鋪路。
再進(jìn)入更為精準(zhǔn)的失效點定位階段，可采用 InGaAs EMMI、OBIRCH、Thermal EMMI 等高精度系統(tǒng)對裸晶進(jìn)行電激發(fā)測試，精準(zhǔn)定位漏電、短路或偏置失調(diào)等問題。

致晟產(chǎn)品優(yōu)勢：致晟光電的微光顯微鏡（EMMI）與熱紅外顯微鏡（Thermal EMMI），能夠在低光照條件下捕捉微弱發(fā)光及熱信號，具備亞微米級定位精度；同時配合智能算法實現(xiàn)失效熱點的快速判斷，已廣泛應(yīng)用于多家半導(dǎo)體客戶在功率器件、電源 IC、模擬芯片等領(lǐng)域的失效分析工作。

致晟光電RTTLIT E20 微光顯微鏡

5. 物理分析

通過無損定位后，進(jìn)一步的通過掃描電鏡（SEM）、聚焦離子束（FIB）、能譜分析（EDS）、透射電鏡（TEM）等手段，對失效位置的物理結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分進(jìn)行深入剖析。這一步驟通常是整個流程中成本最高、操作最復(fù)雜的環(huán)節(jié)之一。

6. 確定失效機(jī)理

工程師綜合前期所有測試數(shù)據(jù)與物理分析結(jié)果，結(jié)合設(shè)計規(guī)范與工藝流程，最終判定失效原因 —— 可能涉及材料缺陷、工藝瑕疵、電性異常或環(huán)境應(yīng)力等多個維度。

7. 糾正措施 & 驗證閉環(huán)

當(dāng)失效機(jī)理明確后，工程團(tuán)隊將聯(lián)合設(shè)計、制造、封裝等多部門制定針對性調(diào)整方案，例如設(shè)計冗余優(yōu)化、封裝工藝改進(jìn)、清洗流程升級等；并在新一輪測試中完成驗證，確保問題不再重現(xiàn)，形成完整的品質(zhì)閉環(huán)。

結(jié)尾：
失效分析絕非流程的終點，而是開啟新一輪質(zhì)量提升循環(huán)的起點。在致晟光電看來每一次電性失效背后，都隱藏著優(yōu)化產(chǎn)品與流程的寶貴機(jī)會。我司從 RTTLIT 技術(shù)的獨立研發(fā)，到微光 / 熱紅外系統(tǒng)的持續(xù)迭代，致晟光電正以技術(shù)自主、安全可信的紅外檢測方案，為中國芯片產(chǎn)業(yè)打造 “看得清、抓得住” 的品質(zhì)保障體系。
若您正在尋找一套高效、靈敏且適配性強(qiáng)的失效分析工具，歡迎深入了解蘇州致晟光電科技有限公司熱紅外 / 微光顯微鏡系列系統(tǒng)。

審核編輯 黃宇