失效分析是產品可靠性工程的一個重要組成部門。失效分析被廣泛應用于確定研制出產過程中出產題目的原因，鑒別測試過程中與可靠性相關的失效，確認使用過程中的現場失效機理。在電子元器件的研制階段，失效分析可糾正設計和研制中的錯誤，縮短研制周期;在電子元器件的出產、測試和使用階段，失效分析可找出電子元器件的失效原因和引起電子元器件失效的責任方。失效分析方法主要有哪幾種呢?接下來一起看看吧。
一、C-SAM（超聲波掃描顯微鏡)，屬于無損檢查:
檢測內容包含：
1.材料內部的晶格結構、雜質顆粒、夾雜物、沉淀物
2.內部裂紋
3.分層缺陷
4.空洞、氣泡、空隙等。
二、 X－Ray（X光檢測），屬于無損檢查:
X-Ray是利用陰極射線管產生高能量電子與金屬靶撞擊，在撞擊過程中，因電子突然減速，其損失的動能會以X-Ray形式放出。而對于樣品無法以外觀方式觀測的位置，利用X-Ray穿透不同密度物質后其光強度的變化，產生的對比效果可形成影像，即可顯示出待測物的內部結構，進而可在不破壞待測物的情況下觀察待測物內部有問題的區域。
檢測內容包含：
1.觀測DIP、SOP、QFP、QFN、BGA、Flipchip等不同封裝的半導體、電阻、電容等電子元器件以及小型PCB印刷電路板
2.觀測器件內部芯片大小、數量、疊die、綁線情況
3.觀測芯片crack、點膠不均、斷線、搭線、內部氣泡等封裝缺陷，以及焊錫球冷焊、虛焊等焊接缺陷
三、SEM掃描電鏡/EDX能量彌散X光儀（材料結構分析/缺陷觀察，元素組成常規微區分析，精確測量元器件尺寸）,SEM/EDX（形貌觀測、成分分析）掃描電鏡（SEM）可直接利用樣品表面材料的物質性能進行微觀成像。EDX是借助于分析試樣發出的元素特征X射線波長和強度實現的，根據不同元素特征X射線波長的不同來測定試樣所含的元素。通過對比不同元素譜線的強度可以測定試樣中元素的含量。通常EDX結合電子顯微鏡（SEM）使用，可以對樣品進行微區成分分析。
檢測內容包含：
1.材料表面形貌分析，微區形貌觀察
2.材料形狀、大小、表面、斷面、粒徑分布分析
3.薄膜樣品表面形貌觀察、薄膜粗糙度及膜厚分析
4.納米尺寸量測及標示
5.微區成分定性及定量分析
四、EMMI微光顯微鏡。對于故障分析而言，微光顯微鏡（Emission Microscope, EMMI）是一種相當有用且效率極高的分析工具。主要偵測IC內部所放出光子。在IC元件中，EHP（Electron Hole Pairs）Recombination會放出光子（Photon）。如在P-N結加偏壓，此時N阱的電子很容易擴散到P阱，而P的空穴也容易擴散至N，然后與P端的空穴（或N端的電子）做EHP Recombination。
檢測內容包含：
1.P-N接面漏電；P-N接面崩潰
2.飽和區晶體管的熱電子
3.氧化層漏電流產生的光子激發
4.Latch up、Gate Oxide Defect、Junction Leakage、Hot Carriers Effect、ESD等問題
五、 FIB 線路修改，切線連線，切點觀測，TEM制樣，精密厚度測量等
FIB（聚焦離子束，Focused Ion beam）是將液態金屬離子源產生的離子束經過離子槍加速，聚焦后照射于樣品表面產生二次電子信號取得電子像，此功能與SEM（掃描電子顯微鏡）相似，或用強電流離子束對表面原子進行剝離，以完成微、納米級表面形貌加工。
檢測內容包含：
1.芯片電路修改和布局驗證
2.Cross-Section截面分析
3.Probing Pad
4.定點切割
六、 Probe Station 探針臺/Probing Test 探針測試，探針臺主要應用于半導體行業、光電行業。針對集成電路以及封裝的測試。 廣泛應用于復雜、高速器件的精密電氣測量的研發，旨在確保質量及可靠性，并縮減研發時間和器件制造工藝的成本。
檢測內容包含：
1.微小連接點信號引出
2.失效分析失效確認
3.FIB電路修改后電學特性確認
4.晶圓可靠性驗證
ESD/Latch-up靜電放電/閂鎖效用測試（有些客戶是在芯片流入客戶端之前就進行這兩項可靠度測試，有些客戶是失效發生后才想到要篩取良片送驗）這些已經提到了多數常用手段。失效分析前還有一些必要的樣品處理過程。
七、 取die,decap（開封，開帽）,研磨,去金球 De-gold bump,去層,染色等，有些也需要相應的儀器機臺，SEM可以查看die表面，SAM以及X－Ray觀察封裝內部情況以及分層失效。Decap即開封，也稱開蓋，開帽，指給完整封裝的IC做局部腐蝕，使得IC可以暴露出來，同時保持芯片功能的完整無損，保持 die，bond pads，bond wires乃至lead-frame不受損傷，為下一步芯片失效分析實驗做準備，方便觀察或做其他測試（如FIB，EMMI）， Decap后功能正常。
檢測內容包含：
1.IC開封（正面/背面） QFP， QFN， SOT，TO， DIP，BGA，COB等
2.樣品減薄（陶瓷，金屬除外）
3.激光打標
八、Acid Decap，又叫化學開封，是用化學的方法，即濃硫酸及發煙硝酸將塑封料去除的設備。通過用酸腐蝕芯片表面覆蓋的塑料能夠暴露出任何一種塑料IC封裝內的芯片。去除塑料的過程又快又安全，并且產生干凈無腐蝕的芯片表面。
檢測內容包含：
1.芯片開封（正面/背面）
2.IC蝕刻，塑封體去除
九、RIE是干蝕刻的一種，這種蝕刻的原理是，當在平板電極之間施加10～100MHZ的高頻電壓（RF，radio frequency）時會產生數百微米厚的離子層（ion sheath），在其中放入試樣，離子高速撞擊試樣而完成化學反應蝕刻，此即為RIE（Reactive Ion Etching）。
檢測內容包含：
1.用于對使用氟基化學的材料進行各向同性和各向異性蝕刻，其中包括碳、環氧樹脂、石墨、銦、鉬、氮氧化物、光阻劑、聚酰亞胺、石英、硅、氧化物、氮化物、鉭、氮化鉭、氮化鈦、鎢鈦以及鎢
2.器件表面圖形的刻蝕
十、研磨機，適用于高精微（光鏡，SEM，TEM，AFM，ETC）樣品的半自動準備加工研磨拋光，模塊化制備研磨，平行拋光，精確角拋光，定址拋光或幾種方式結合拋光。
檢測內容包含：
1.斷面精細研磨及拋光
2.芯片工藝分析
3.失效點的查找
十一、切割機，可以預置程序定位切割不同尺寸的各種材料，可以高速自動切割材料，提高樣品生產量。其微處理系統可以根據材料的材質、厚度等調整步進電動機的切割距離、力度、樣品輸入比率和自動進刀比率。
檢測內容包含：
1.通過樣品冷埋注塑獲得樣品的標準切面
2.小型樣品的精密切割
十二、金相顯微鏡，可用來進行器件外觀及失效部位的表面形狀，尺寸，結構，缺陷等觀察。金相顯微鏡系統是將傳統的光學顯微鏡與計算機（數碼相機）通過光電轉換有機的結合在一起，不僅可以在目鏡上作顯微觀察，還能在計算機（數碼相機）顯示屏幕上觀察實時動態圖像，電腦型金相顯微鏡并能將所需要的圖片進行編輯、保存和打印。
檢測內容包含：
1.樣品外觀、形貌檢測
2.制備樣片的金相顯微分析
3.各種缺陷的查找
十三、體視顯微鏡，亦稱實體顯微鏡或解剖鏡。是一種具有正像立體感的目視儀器，從不同角度觀察物體，使雙眼引起立體感覺的雙目顯微鏡。對觀察體無需加工制作，直接放入鏡頭下配合照明即可觀察，成像是直立的，便于操作和解剖。視場直徑大，但觀察物要求放大倍率在200倍以下。
檢測內容包含：
1.樣品外觀、形貌檢測
2.制備樣片的觀察分析
3.封裝開帽后的檢查分析
4.晶體管點焊、檢查
十四、IV自動曲線量測儀，驗證及量測半導體電子組件的電性、參數及特性。比如電壓-電流。集成電路失效分析流程中，I/V Curve的量測往往是非破壞分析的第二步（外觀檢查排在第一步），可見Curve量測的重要性。
檢測內容包含：
1.Open/Short Test
2.I/V Curve Analysis
3.Idd Measuring
4.Powered Leakage（漏電）Test
十五、高低溫試驗箱箱，適用于工業產品高溫、低溫的可靠性試驗。對電子電工、汽車電子、航空航天、船舶兵器、高等院校、科研單位等相關產品的零部件及材料在高溫、低溫（交變）循環變化的情況下，檢驗其各項性能指標。
檢測內容包含：
1.高溫儲存
2.低溫儲存
3.溫濕度儲存
根據失效分析的結果，元器件出產廠改進元器件的設計和出產工藝，元器件使用方改進電路板設計，改進元器件或整機的測試、試驗前提及程序，甚至以此為根據更換分歧格的元器件供貨商。因而，失效分析對加快電子元器件的研制速度，進步元器件和整機的成品率和可靠性有重要意義。
失效過程是一個十分復雜的過程，特別是機械裝備結構種類繁多，結構一般比較復雜，系統內部之間、系統之間鉸鏈耦合性強，金屬構件工作條件惡劣、復雜，失效后疑點較多，分析難度也大，這就要求失效分析人員具有一定深度的理論知識且知識面要廣，同時還應具有豐富的實踐經驗。
