失效分析及案例分享LEDfailureanalysisandcasesharing講師：韋老師時(shí)間：2022.01.051失效分析的基本概念2失效分析的流程及方法3失效分析需要具備的能力4典型案例分享目錄/content01失效分析的基本概念HowtounderstandfailureanalysisFailureAnalysis：即失效/故障/損壞/失敗分析是指產(chǎn)品失效后，根據(jù)失效的現(xiàn)象/模式，通過(guò)分析和驗(yàn)證，模擬重現(xiàn)失效的現(xiàn)象，找出失效的原因，挖掘出失效的機(jī)理的活動(dòng)。如何理解失效分析有哪些失效模式？失效模式是什么?有哪些失效機(jī)理？失效樣品失效機(jī)理是什么？失效原因如何理解失效模式什么是失效模式？FailureModes：

是指由失效機(jī)理所引起的可觀察到的物理或化學(xué)變化；比如：開(kāi)路、短路、漏電；參數(shù)變化；顏色變化；通俗的講就是失效的表現(xiàn)形式。LED的失效模式外觀失效缺損異物裂紋變色功能失效死燈光衰色漂電壓不良如何理解失效機(jī)理什么是失效機(jī)理？FailureMechanism：

是指導(dǎo)致器件失效的物理、化學(xué)、電和機(jī)械應(yīng)力的過(guò)程；

ESD/EOS常見(jiàn)的LED失效機(jī)理元素入侵機(jī)臺(tái)卡料

SMT壓力過(guò)大熒光膠放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)過(guò)載測(cè)試02失效分析的流程及方法Failureanalysisprocessandmethods失效分析的基本流程信息的收集根據(jù)失效樣品信息確定失效模式選擇需要做的分析根據(jù)分析推論出失效機(jī)理制程及相關(guān)技術(shù)文件調(diào)查確定失效真因什么參數(shù)信息什么時(shí)候什么人物怎么做的什么環(huán)境什么用途有多少不良分析的依據(jù)失效模式分析的步驟失效機(jī)理制程及文件調(diào)查失效原因失效分析的過(guò)程失效品失效分析的開(kāi)始失效分析的結(jié)果責(zé)任介定產(chǎn)品改進(jìn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)電參分析形貌分析透視分析De-cap分析成分分析切割分析模擬還原制程異常維修記錄更換記錄相關(guān)SOP結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵參數(shù)產(chǎn)品規(guī)格書(shū)原材料規(guī)格書(shū)國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)失效分析的開(kāi)始樣品的準(zhǔn)確性、樣品的完整性、樣品量失效樣品的確認(rèn)：信息的收集可以使用到5W2H的工具失效信息的收集：失效樣品的確認(rèn)樣品的準(zhǔn)確性01失效產(chǎn)品的信息失效產(chǎn)品的外形失效產(chǎn)品的產(chǎn)地失效產(chǎn)品的問(wèn)題……………樣品的完整性02樣品量03失效產(chǎn)品發(fā)現(xiàn)的階段應(yīng)用端-完整的燈具生產(chǎn)端-完整的燈板來(lái)料端-樣品和數(shù)據(jù)……………樣品量多可快速有效的確認(rèn)規(guī)律性樣品量少盡可能的小心險(xiǎn)做非破壞性分析……………失效信息的收集Howmuch多少？耗費(fèi)成本How怎么樣？如何達(dá)成Where何處？何處進(jìn)行When何時(shí)？起止時(shí)間Why為什么？原因目的What是什么？事件主體Who誰(shuí)？參與人員5W2HWhat：客戶客訴3030死燈01Why：需要確認(rèn)3030失效的原因02Who：客戶名稱？03When：什么時(shí)間？客戶使用多久？04Where：什么地方發(fā)現(xiàn)的？05How：做什么試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)的？06Howmuch：有多少不良？不良率？07失效分析的過(guò)程1失效分析的基本方法2失效分析的基本要求3失效分析的注意事項(xiàng)4失效分析的儀器說(shuō)明01.失效分析的基本方法

模擬求證對(duì)比求證直接求證非破壞性分析破壞性分析

從分析的前后步驟來(lái)講可分為

非破壞性分析和破壞性分析；

其先后順序不可調(diào)換！

從分析手法來(lái)講有

直接求證、對(duì)比求證、模擬求證等；02.失效分析的基本要求失效分析層次要求：任何產(chǎn)品和系統(tǒng)的構(gòu)成都是有層次的，失效原因也具有層次性，上一層次的失效原因即是下一層次的失效現(xiàn)象;比如：燈珠不亮/死燈（失效模式）分析調(diào)查裂紋導(dǎo)致金線斷開(kāi)（失效機(jī)理）編帶機(jī)臺(tái)卡料導(dǎo)致編帶機(jī)零件損壞（失效機(jī)理）分析調(diào)查（失效模式）（失效機(jī)理）（失效模式）分析調(diào)查運(yùn)用5WHY的分析思路，及目前的分析設(shè)備結(jié)合產(chǎn)品本身特性，分析層次至少要達(dá)到零件/原材料；失效分析的報(bào)告要求：1.>圖文并茂，圖片是主體，也是證據(jù)，用圖片來(lái)說(shuō)話；2.>通俗易懂，且邏輯性較強(qiáng)；03.失效分析的注意事項(xiàng)失效樣品少的時(shí)候，應(yīng)該嚴(yán)格按照先后程序進(jìn)行分析，因?yàn)椴徽_的分析步驟往往遺漏了某些蛛絲馬跡，甚至有可能造成新的失效，從而造成無(wú)法找到失效的真正原因！先了解再鑒定！先了解準(zhǔn)確、詳盡的使用信息，在做失效模式的判定！先觀察后測(cè)試！先進(jìn)行外觀分析，在選擇后續(xù)的分析方式！先靜態(tài)再動(dòng)態(tài)分析！先進(jìn)行常溫的、標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的、或者空載的分析，在進(jìn)行模擬的動(dòng)態(tài)分析！先無(wú)損再有損！失效分析的基本原則，先確認(rèn)所有的非破壞性檢驗(yàn)完成后，在進(jìn)行破壞性分析！請(qǐng)注意了！失效樣品足夠的時(shí)候，請(qǐng)保留好備份樣品，這是你最原始的證據(jù)，當(dāng)有人持懷疑態(tài)度時(shí)，可送第三方檢測(cè)鑒定或者當(dāng)他的面秀出你嚴(yán)密的分析論證令他信服！04.失效分析的儀器說(shuō)明體式顯微鏡、金相顯微鏡、二次元、3D顯微鏡、SEM電鏡；遠(yuǎn)方測(cè)試系統(tǒng)、IS測(cè)試系統(tǒng)、藍(lán)菲測(cè)試系統(tǒng)、I-V曲線測(cè)試儀、各種測(cè)試電源；X-Ray、C-SAM；物理剝離、化學(xué)分解；推拉力機(jī)、高/低溫箱、冷熱沖擊箱；EDX/EDS、XPS、FTIR；形貌分析：電參分析：透視分析：解剝分析：應(yīng)力分析：成分分析：切片分析：模擬還原分析：非破壞性分析破壞性分析SEMEDXC-SAM確定失效的具體位置/形狀或者進(jìn)行成分分析；驗(yàn)證你的FA結(jié)論；失效分析的結(jié)果失效的原因責(zé)任介定產(chǎn)品改進(jìn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)

解決產(chǎn)品出現(xiàn)客訴和制程質(zhì)量異常提供正確的佐證，更準(zhǔn)確的提出改善方式和預(yù)防方式；

解決開(kāi)發(fā)階段出現(xiàn)的異常避免量產(chǎn)出現(xiàn)

批量問(wèn)題，增加入FMEA中用于下一款新品開(kāi)發(fā)時(shí)的經(jīng)驗(yàn)；?？梢詼?zhǔn)確介定責(zé)任歸屬，一般在內(nèi)部制程異常改善上和產(chǎn)品重大異常產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失訴訟上。03失效分析需要具備的能力Abilityrequiredforfailureanalysis失效分析需要具備的能力0102030405你應(yīng)有的能力對(duì)物理、化學(xué)、電子、色度學(xué)有一定的基礎(chǔ)，否則你無(wú)法解釋一些基本的現(xiàn)象，思路也不寬；知識(shí)面：熟悉生產(chǎn)工藝：這是做失效分析的基礎(chǔ)，讓你更準(zhǔn)確的通過(guò)分析判斷癥結(jié)在哪里；熟悉材料特性：要熟悉產(chǎn)品原材料的相關(guān)特性，會(huì)分析原材料引起的問(wèn)題，或者利用原材料的本身特性解釋某些現(xiàn)象；熟悉使用分析儀器：要非常熟悉你的分析儀器，不僅要玩轉(zhuǎn)的很6，還要很了解它的精度及性能；要懂可靠性試驗(yàn)：要懂得利用可靠性試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證產(chǎn)品的某項(xiàng)性能；典型案例分享TypicalCaseSharing死燈案例一1、背景描述：※Note:

A客戶反饋我司EMC3030產(chǎn)品做成燈具后，終端客戶使用3個(gè)月出現(xiàn)死燈現(xiàn)象，客戶安裝300個(gè)燈發(fā)現(xiàn)50個(gè)燈失效。

2、原因分析：※Note:失效現(xiàn)象為膠裂，負(fù)極支架發(fā)黑嚴(yán)重，X-Ray錫膏疑似未完全溶解、EMC樹(shù)脂碳化發(fā)黑，判斷失效原因是散熱不良導(dǎo)致（錫膏過(guò)爐溫度、速度、時(shí)間等影響導(dǎo)致錫膏未完全溶解，錫膏本身屬于劣質(zhì)錫膏）分析方法：1、外觀確認(rèn)：外觀檢查發(fā)現(xiàn)失效燈珠膠體開(kāi)裂，負(fù)極ECN樹(shù)脂碳化發(fā)黑現(xiàn)象。2、X-Ray檢測(cè)：沒(méi)有空洞，但是對(duì)比正常貼片錫膏似未溶解狀；3、解焊確認(rèn)：加熱臺(tái)解焊失效燈珠錫膏呈粉末狀且碳化發(fā)黑；4、溶膠確認(rèn)：金線斷開(kāi)導(dǎo)致電路開(kāi)路。貼片無(wú)空洞，但錫膏呈現(xiàn)粉末狀。失效機(jī)理說(shuō)明：此案中錫膏屬于導(dǎo)熱物質(zhì)，因?yàn)榭蛻舨徽_的使用出現(xiàn)未完全溶解或者是使用的劣質(zhì)錫膏，燈珠工作情況下產(chǎn)生的熱量無(wú)法有效的通過(guò)錫膏傳導(dǎo)至散熱器上，一直聚集在芯片周?chē)?dāng)熱量超出膠水的的承受范圍后出現(xiàn)膠裂從而拉斷金線；+-+-+-+-失效機(jī)理說(shuō)明：此案中錫膏因?yàn)榭蛻舻碾娫粗械恼鞫?jí)管（ES1J）器件脫焊出現(xiàn)瞬間大電流，然后沖擊燈珠內(nèi)部的芯片導(dǎo)致死燈分析方法：1、溶解確認(rèn)：溶解膠體觀察內(nèi)部芯片，確認(rèn)都是芯片芯片正極電極和金道；2、電源確認(rèn)：在客戶的電源上發(fā)現(xiàn)ESiJ這個(gè)器件脫焊，這個(gè)器件屬于整流二極管；3、還原驗(yàn)證：客戶提供的正常燈具把ESij這個(gè)器件弄脫焊，點(diǎn)亮瞬間燈珠芯片就燒毀，燒毀的現(xiàn)象與客訴樣品一致。死燈案例二1、背景描述：※Note:B客戶反饋我司EMC2016產(chǎn)品做成筒燈后，在終端使用半年后出現(xiàn)死燈現(xiàn)象，出貨20萬(wàn)發(fā)現(xiàn)不良1500個(gè)；

2、原因分析：※Note:失效現(xiàn)象為芯片正極電極金道燒毀，通過(guò)確認(rèn)客戶電源確認(rèn)是客戶電源整流二極管ES1J脫焊導(dǎo)致出現(xiàn)瞬間大電流；失效機(jī)理說(shuō)明：雷云放電后，雷云內(nèi)的負(fù)電荷迅速消失，電磁場(chǎng)效應(yīng)也立即消失，聚集在物體表面的正電荷也立即流向大地，由于電流較大，會(huì)因?yàn)樵诹鲃?dòng)的路徑上由于電阻的原因產(chǎn)生很大的電壓，這個(gè)電壓就是感應(yīng)雷擊的過(guò)電壓。而且這個(gè)過(guò)電壓會(huì)對(duì)附近的金屬物體進(jìn)行放電，發(fā)生感應(yīng)雷擊并傳入電氣回路中，造成用電器感應(yīng)過(guò)電壓而損壞。分析方法：1、溶解確認(rèn)：溶解膠體觀察內(nèi)部芯片，確認(rèn)都是負(fù)極那端的芯片燒毀；2、還原驗(yàn)證：通過(guò)模擬各類(lèi)瞬間電流沖擊，最終雷擊浪涌沖擊的燈珠（參照標(biāo)準(zhǔn)GB/T17626.5,iec61000-4-5)，產(chǎn)生的失效現(xiàn)象與客訴樣品一致。死燈案例三1、背景描述：※Note:C客戶反饋使用我司EMC3030燈珠做成路燈后，在終端使用14個(gè)月左右，發(fā)現(xiàn)燈不亮，拆下來(lái)后發(fā)現(xiàn)燈珠死燈，600個(gè)有30個(gè)不良

。2、原因分析：※Note:失效現(xiàn)象都是燈珠負(fù)極那端的芯片金道燒毀，通過(guò)模擬還原雷擊浪涌沖擊燈珠失效與客訴現(xiàn)象一致，通過(guò)國(guó)標(biāo)測(cè)試客戶制作的燈具防雷擊比較差。失效機(jī)理說(shuō)明：此案是因?yàn)榭蛻羰褂玫膌ans膠中含有大量S元素，S元素從支架縫隙和膠體縫隙中侵入到內(nèi)部鍍銀層，S與Ag產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)形成硫化銀，經(jīng)過(guò)加熱后硫化銀變色發(fā)黑。分析方法：1、剝膠確認(rèn)：物理剝膠的方式確認(rèn)發(fā)黑是從中心到邊緣慢慢嚴(yán)重，所以可以確認(rèn)入侵的路徑是由外到內(nèi)。2、EDS檢測(cè)：取異常燈珠做EDS測(cè)試發(fā)黑區(qū)域含有S元素，在取客戶燈條上的Lans膠也做EDS檢測(cè)同樣發(fā)現(xiàn)S元素，因此可以確認(rèn)S元素來(lái)源是客戶的Lans膠。（有取2月份客戶使用的Lans膠和此次的做對(duì)比）發(fā)黑案例一1、背景描述：※Note:D客戶反饋我司的PCT2835燈珠，共生產(chǎn)2.1萬(wàn)條燈（8pcs/條），模組廠組裝7000套背光模組，常溫老化2H后發(fā)現(xiàn)100%燈條亮度低。

2、原因分析：※Note:客戶使用的lans膠函有S元素，S元素入侵燈珠內(nèi)部鍍銀層并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致發(fā)黑；失效機(jī)理說(shuō)明：此案是因?yàn)橹Ъ芘cPCT樹(shù)脂之間的縫隙太大，導(dǎo)致客戶貼片過(guò)程中錫膏中的松香入侵到燈珠內(nèi)部，點(diǎn)亮后高溫導(dǎo)致松香變色發(fā)黑。分析方法：1、剝膠確認(rèn)：物理剝膠的方式確認(rèn)入侵的路徑是支架與PCT樹(shù)脂的連接處。2、EDS檢測(cè)：取異常燈珠做EDS測(cè)試發(fā)黑區(qū)域含有Sn元素，由此可以推斷入侵物質(zhì)是錫膏中的松香；發(fā)黑案例二1、背景描述：※Note:E客戶反饋我司PCT2835燈珠，做成燈具后終端客戶使用2個(gè)月出現(xiàn)發(fā)黑異常；老化112個(gè)，有發(fā)現(xiàn)50個(gè)燈不良；2、原因分析：※Note:最終確認(rèn)是支架來(lái)料氣密性不達(dá)標(biāo)，錫膏中的助焊劑從縫隙入侵到鍍銀層；發(fā)黑案例三失效機(jī)理說(shuō)明：在密閉的環(huán)境中，揮發(fā)性化合物將環(huán)繞并擴(kuò)散到具有多孔質(zhì)的有機(jī)硅封裝的LED中。在硅膠內(nèi)部的揮發(fā)性化合物會(huì)占據(jù)相互交織的硅氧烷鏈內(nèi)的空隙中。伴隨著熱和LED發(fā)射的高能光子，揮發(fā)性化合物會(huì)變色并阻擋LED發(fā)射的光。這種變色通常在LED芯片正上方的區(qū)域表現(xiàn)最嚴(yán)重，因?yàn)檫@是溫度最高的位置。照明廠最好是建立一個(gè)完善的VOC氣體入侵的測(cè)試評(píng)估體系。有了適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施，設(shè)計(jì)和測(cè)試，影響可以被最小化或直至杜絕。VOC氣體會(huì)通過(guò)硅的空隙聚集在芯片周?chē)?，隨著熱和光子能量的作用，VOC氣體產(chǎn)生變色發(fā)黑現(xiàn)象1、背景描述：※Note:F客戶反饋我司3020產(chǎn)品做成燈帶后，終端客戶使用一年左右發(fā)現(xiàn)燈珠有發(fā)黑現(xiàn)象，350條發(fā)現(xiàn)有130條不良。

2、原因分析：※Note:有機(jī)揮發(fā)物