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故障分析解决方案流程

Failure Analysis Flow

在半导体与电子产品开发与量产过程中,任何异常或失效现象,都可能影响产品良率、可靠度与市场竞争力,故障分析(Failure Analysis, FA)的核心价值,在于透过系统化流程与多元分析技术,精准找出失效机制与根本原因(Root Cause),进而协助客户提出有效改善对策。

 

闳康科技结合多年材料分析与失效分析经验,建立完整且标准化的故障分析流程,从初步资讯收集、非破坏性检测,到电性定位与物理剖析,提供一站式且高效率的分析解决方案,协助客户快速厘清问题并缩短产品开发与验证时程。

故障分析流程
系统化分析架构,逐步逼近失效根因

由样品接收、资料确认到多阶段分析与最终报告,建立完整且可追溯的分析流程,当客户提交异常样品后,首先会进行背景资讯收集与问题定义,包含使用条件、制程资讯与失效现象等,若资讯不足,将进一步与客户确认关键参数,以确保分析方向的正确性后,进入分析规划阶段,依据产品特性与失效模式,制定最适合的分析策略。

 

第一阶段:非破坏性分析(Level 1 FA):在不破坏样品的前提下进行初步筛选

分析流程的第一步,通常采用非破坏性分析技术,以避免对样品造成不可逆损伤,同时快速缩小问题范围。透过光学显微镜(OM)、超音波扫描(SAT)、X-ray、电性量测(I-V)及热影像(Thermal EMMI)等方法,可观察封装内部结构、焊点状态与潜在异常区域,此阶段的目的,在于建立失效位置的初步判断,并作为后续深入分析的重要依据。

 

 

第二阶段:电性故障分析(Level 2 EFA):精准定位异常电性位置

当非破坏性分析确认存在异常后,将进一步进入电性故障分析(Electrical Failure Analysis, EFA)。此阶段透过各种电性量测与定位技术,例如 EMMI、OBIRCH、InGaAs、EBIC 或纳米探针(Nanoprobing),可在芯片内部精准定位漏电、短路或开路等异常点,电性分析的关键,在于将「看不到的电性问题」转换为「可观察的空间位置」,为后续物理分析提供明确目标。

 

 

第三阶段:物理故障分析(Level 3 PFA):直接观察缺陷结构与材料异常

在完成电性定位后,将透过物理故障分析(Physical Failure Analysis, PFA)进一步剖析异常区域。此阶段常使用去层次(Delayer)、扫描式电子显微镜(SEM)、能量散射光谱(EDS)、FIB 截面分析等技术,直接观察材料结构、缺陷形貌与制程异常,透过高解析度影像与元素分析,可确认金属断裂、污染、空洞(Void)、界面剥离等失效现象,并逐步建立失效机制。

 

 

第四阶段:材料分析与根因判定(Level 4 MA):从材料层面解析失效本质

当需要更深入了解材料特性与化学状态时,将进一步导入材料分析(Material Analysis, MA)技术,如 SIMS、TEM、SCM 等高阶分析工具。此阶段可解析元素分布、化学键结与纳米尺度结构,最终完成根因判定(Root Cause Identification),透过跨尺度分析,将失效现象与制程条件或材料特性建立关联,提供具体且可行的改善方向。

 

 

报告与改善建议:从分析结果到制程优化的关键连结

在完成各阶段分析后,闳康科技将提供完整的初步报告与最终分析报告,内容包含失效位置、失效机制与根本原因说明。同时,亦可依据分析结果,协助客户提出改善建议与预防对策(Corrective Action & Prevention),若失效原因与使用环境相关,亦可搭配可靠度测试(Reliability Testing),进一步验证失效机制与产品耐受能力。

 

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图|故障分析流程(Failure Analysis Flow)

闳康科技故障分析服务优势
跨技术整合,提升分析效率与成功率

闳康科技的故障分析服务,并非单一技术的应用,而是整合非破坏性检测、电性分析、物理分析与材料分析的完整平台。透过多技术串联与专业判读能力,可有效缩短分析时间并提升定位精准度,闳康科技具备丰富的先进制程与封装分析经验,能针对不同产品特性制定最佳分析策略,协助客户在复杂问题中快速找到关键答案。

 

故障分析的价值,不只是找出问题,更在于理解问题。闳康科技透过系统化流程与跨领域技术整合,让每一个看似随机的失效现象,都能被拆解、验证并最终被解释。

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本次 MAFT 研讨会以「创新器件 & 封装」为核心主题,邀请专家学者们,聚焦超晶格铁电存储器、硅光子、6G高频EMI封装与量子计算等前瞻议题,带领与会者深入掌握下一世代半导体技术发展脉络。
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