對于硬件工程師來說電子元器件失效是非常麻煩的事情，比如某個半導(dǎo)體器件外表完好但實際上已經(jīng)半失效或者完全失效會在硬件電路調(diào)試上面花費(fèi)大把的時間，有時甚至炸機(jī)。所以掌握各類電子元器件的實效機(jī)理與特性是硬件工程師必不可少的知識。電感定義：電感是導(dǎo)線內(nèi)通過交流電流時，在導(dǎo)線的內(nèi)部及其周圍產(chǎn)生交變磁通，導(dǎo)線的磁通量與產(chǎn)生此磁通量的電流成之比。

電感分類：按照大類分，電感可以分為功率電感，芯片電感和軸向電感。而功率電感又分為傳統(tǒng)環(huán)形，組合型，一體成型喝薄型工字型。功率電感有著以下的特點(diǎn)：1.功率電感以臺系廠商為主流，在耐大電流和Low Profile電感部分日美企業(yè)技術(shù)領(lǐng)先，主要為磁芯材料研究差異。2.因人力成本，環(huán)形電感會逐漸被取代。3.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)演進(jìn)主要為了滿足處理器功耗，增大同時要求組件功耗降低的需求。4.主要材料為鐵粉芯和鐵氧體鎳鋅系為主。芯片電感分為迭層型，繞線型和薄膜型; 芯片電感又有著以下特點(diǎn)：1.迭層型臺系引進(jìn)的較早，技術(shù)成熟，目前為主流。2.繞線型因需高精密度繞線機(jī)投資，所以規(guī)模效應(yīng)主要集中在日美企業(yè)，臺系產(chǎn)能相對較小。3.薄膜型臺系目前出于引進(jìn)研究階段，產(chǎn)能較小；軸向電感分為色環(huán)電感，主要在家電產(chǎn)品中使用。

常見失效模式：常見的失效模式主要分以下幾個方面考慮：1.設(shè)計/結(jié)構(gòu)2.原材料3.制程4.電性特性5.焊錫不良。設(shè)計結(jié)構(gòu)方面的現(xiàn)象一般有飽和/溫升特性差、繞線繞線短路或鐵芯絕緣性差、鐵芯裂紋、引腳尺寸偏差過大等原因，對此改善和應(yīng)對的措施主要為選擇的電感額定電流必須要高于電路中最大電流1.5倍，外觀尺寸檢驗，絕緣耐壓測試 。原材料方面的現(xiàn)象一般有鐵芯磁導(dǎo)率較低，溫度特性差、銅線耐溫等級不夠、磁芯強(qiáng)度差、Base電鍍不良等， 對此改善和應(yīng)對的措施為鐵芯和銅線材料特性資料，電性、可焊性測試報告。制程方面的現(xiàn)象為鐵芯或漆包線破損、鐵芯脫落、焊錫不良、印字殘缺模糊等 ，對此改善和應(yīng)對的措施為加強(qiáng)防護(hù)和巡檢， 改善制程/治具 。電性特性的現(xiàn)象為L，DCR，Idc，Isat，Q，SRF out of Spec. 對此改善和應(yīng)對的措施主要為100%電性測試/定時抽檢。焊錫不良的現(xiàn)象為Pad氧化/電鍍Sn層偏低、端面磨損/異物附著、產(chǎn)品底部平整度不佳/底部料片偏移等，對此改善和應(yīng)對的措施為原材料廠商提供電鍍報告，可焊性測試驗證。

失效分析步驟：

（1） ICT/FCT測試中常見異常分析---OPEN/SHORT：

與原物料相關(guān)------ 產(chǎn)品特性不良（RDC偏大/IDC偏?。?；線圈有線傷；

與制程應(yīng)用相關(guān)------ 測試時開機(jī)瞬間電流過大/電壓不穩(wěn)；產(chǎn)品應(yīng)用不匹

（2）。問題分析流程

不良品外觀檢查確認(rèn)（非破壞）

2. 不良品/良品電氣特性比對確認(rèn)（非破壞）

經(jīng)過電氣測試確認(rèn)：

2pcs不良品電感值都小于規(guī)格要求的33uH±20%的范圍，DCR明顯小于規(guī)格值0.35（Ω） max.基本判斷不良品為Short Fail。

（3）。不良品進(jìn)一步Wire拆解分析（破壞）

（4）。 Core驗證分析（破壞）

Core外觀檢查OK，不良品與庫存新品拆解進(jìn)行對比分析

將拆解后的庫存新品的Wire 繞制上在不良品之Core 上，感值恢復(fù)為29.8uH；

將拆解后的不良品的Wire 繞制上在庫存新品之Core 上，感值為17.1uH，同樣出現(xiàn)感值偏低現(xiàn)象。

因此初步排除Core 不良之原因，不良的問題點(diǎn)是出現(xiàn)在Wire方面。

經(jīng)典案例分享：

1 。芯片電感

機(jī)械/外力異常分析---本體Crac k裂痕或破損：

2 。功率電感

電氣異常分析---內(nèi)電極熔化Crack裂痕開路：

電氣異常分析---繞線熔化燒焦致開路或?qū)娱g短路：

總結(jié)：

（1）熟知零件的組成結(jié)構(gòu)，材料，制程和特性

（2）FA一般流程

第一步：弄清零件異常的背景：

例如：不良率，異?，F(xiàn)象，零件Date Code， 發(fā)生不良的流程，PCB上 發(fā)生異常的位置，終端產(chǎn)品及客戶等

第二步：無損檢查

外觀檢查（六面顯微境下觀察：變形、破損、變色、異物、開/短路、燒融等）；以上若無法斷定，可以找良品或其他家的零件與其比對檢查

X-Ray 分析/SAM超聲波掃描： 檢查零件內(nèi)部有無明顯異常（開/短路，分層，內(nèi)部有空洞/汽泡等）

SEM EDS成份分析---若外觀發(fā)現(xiàn)有異物

第三步：電性檢查

能從基本電性來初步推斷零件的失效的可能原因和失效現(xiàn)象：

這里得清楚零件每個電性參數(shù)的含義，以及導(dǎo)致某個參數(shù)偏大或偏小的可能原因有哪些？

第四步：破壞性分析DPA

切片、零件拆解：

切片的方法：

怎么切？方向和位置如何來確定？

以下圖片就是切片的方向和位置

編輯：hfy