电子产品从手机、电脑到汽车、医疗器械、工业设备，一旦发生失效，可能导致功能异常、数据丢失、安全事故甚至重大损失。失效分析（Failure Analysis，简称FA）是通过系统化的物理、化学、电学手段，层层剥离失效现象，定位失效点、确定失效模式与机理，最终给出根因分析报告的过程。失效分析是质量改进、责任划分、工艺优化、供应链优化的核心技术，是产品从设计验证到量产、从售后返修到诉讼证据的必经环节。无论是批量失效、Field Return、工艺验证还是责任争议，专业的第三方失效分析服务都能帮助企业快速锁定问题、减少损失、避免重复失效、提升产品可靠性。
失效分析概述
失效分析的目标是从“失效现象”追溯到“失效根因”，通常分为三个层次：失效模式（Failure Mode，如开路、短路、漏电、功能失效）、失效机理（Failure Mechanism，如电迁移、栅氧击穿、静电损伤、腐蚀、热应力裂纹）、失效根因（Root Cause，如设计缺陷、工艺问题、材料污染、使用环境超标）。分析过程遵循“从非破坏到破坏、从外部到内部、从宏观到微观、从现象到机理”的原则，确保证据链完整、可追溯、可复现。
失效分析常见类型与方法
非破坏性分析（NDT）
- 外观检查：光学显微镜观察表面裂纹、烧痕、污染
- X射线检查：内部结构、空洞、焊点、引线框架
- 超声扫描（C-SAM）：分层、空洞、裂纹、脱层
- 红外热成像：热斑定位、漏电点、功耗异常
- 磁场显微镜/Magnetic Field Imaging：电流路径异常
定位性分析
- OBIRCH/OBIC：漏电点定位
- EMMI/PEM：发光点定位
- LIVA：激光诱导电压变化定位
- Photoemission Microscopy：光发射显微镜
破坏性分析（Destructive）
- 开封（Decapsulation）：化学/机械开封暴露芯片
- 剥层（Delayering）：逐层去除钝化层、金属层、介电层
- FIB截面：聚焦离子束制备纳米级截面
- SEM/EDX：扫描电镜+能谱成分分析
- TEM/STEM：透射电镜原子级分辨观察
- EDS/XPS/TOF-SIMS/AUGER：表面/界面元素与化学态分析
主流失效分析标准与规范
- JEDEC JEP001/JEP122/JEP166（半导体失效分析通用指南与机理）
- AEC-Q100（汽车电子集成电路可靠性，含失效分析要求）
- MIL-STD-883（军用微电子测试方法，Method 5001 DPA）
- IPC-TM-650（电子互连失效分析）
- GB/T 29371《集成电路失效分析方法》
- 客户内部规范（如华为、苹果、特斯拉供应链失效分析要求）
失效分析典型流程
- 失效信息收集：现象描述、使用环境、电路图、测试条件、失效比例、批次信息
- 非破坏性预检查：外观、X射线、超声、红外热成像
- 电性测试：开封前后I-V曲线、漏电流、功能测试
- 定位失效点：OBIRCH/EMMI/PEM/LIVA热斑或漏电定位
- 破坏性剖析：开封、剥层、FIB截面、SEM/TEM观察
- 成分与机理分析：EDX/TOF-SIMS/XPS/EELS
- 根因确认：综合证据，给出失效模式、机理、根因结论
- 报告输出：包含照片、曲线、谱图、分析结论、改进建议
失效分析费用参考（2026年市场估价）
| 分析深度 | 典型项目 | 费用范围（元/颗或批次） | 周期（工作日） | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| 基础分析 | 外观+X射线+超声+开封+光学检查 | 3000–10000 | 3–7 | 封装级快速排查 |
| 标准失效分析 | 基础+OBIRCH/EMMI+FIB截面+SEM/EDX | 10000–30000 | 7–15 | 常见漏电/短路定位 |
| 深度失效分析 | 标准+TEM/STEM-EDS/EELS/XPS | 25000–60000 | 10–25 | 纳米级界面/缺陷分析 |
| 全面失效分析 | 多颗样品+多截面+综合分析+根因报告 | 50000–150000+ | 15–45 | 批量失效或工艺验证 |
费用构成：样品制备（FIB占大头）+显微镜机时+数据分析+报告；批量样品或系列分析可优惠20%–40%；加急服务加收30%–100%；需保密协议额外收费。
常见问题与注意事项
- 样品数量：建议至少3颗同批失效样品+1颗正常样品对比
- 失效信息：提供详细失效现象、测试条件、使用环境、批次号、电路图
- 破坏性分析：FIB/TEM为破坏性，需提前确认是否继续深入
- 保密要求：高价值芯片需签订NDA保密协议
- 报告效力：第三方失效分析报告需机构资质支持，在争议时才具法律参考价值
总结
失效分析是电子产品故障根因定位与可靠性提升的“解剖学”，从非破坏预检查到深度TEM/TOF-SIMS剖析，流程系统、方法多样。费用一般3000–150000元不等，周期3–45个工作日，视分析深度而定。企业遇到批量失效、责任划分或可靠性瓶颈时，应尽早委托专业第三方机构，准备充分失效信息与多颗样品，选择具备FIB、TEM、OBIRCH、TOF-SIMS等高端设备的实验室，能大幅提高分析成功率与报告价值。失效分析不仅是问题解决，更是产品迭代、质量改进、供应链优化的强大武器。
深圳晟安检测作为专业的第三方失效分析机构，配备FIB双束系统、SEM/EDX、TEM、OBIRCH/EMMI、TOF-SIMS、XPS、C-SAM超声扫描等高端失效分析设备及CNAS/CMA认可实验室，可为消费电子、汽车电子、工业控制、5G通信、AI芯片等领域提供从封装级到晶圆级的全面失效分析服务，包括外观检查、X射线、开封、剥层、截面制备、高分辨成像、成分分析、根因报告。欢迎联系专业工程师，提供失效样品与现象描述，我们将为您定制最优失效分析方案并给出精准报价与周期预估。
