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芯片失效分析怎么做?失效分析基本步骤及常用设备简介

日期:2021-04-27 15:57:00 浏览量:1276 标签: 芯片失效分析 失效分析

随着人们对产品质量和可靠性要求的不断提高,失效分析工作也显得越来越重要,近年开始从军工向普通企业普及。它一般根据失效模式和现象,通过分析和验证,模拟重现失效的现象,找出失效的原因,挖掘出失效的机理的活动。确定芯片失效机理为有效的故障诊断提供了必要的信息。并且为设计工程师不断改进或者修复芯片的设计,使之与设计规范更加吻合提供必要的反馈信息。还可以评估不同测试向量的有效性,为生产测试提供必要的补充,为验证测试流程优化提供必要的信息基础。而电子元器件的失效分析成为其中很重要的部分。

失效分析是对电子元器件失效机理、原因的诊断过程,是提高电子元器件可靠性的必由之路。元器件由设计到生产到应用等各个环节,都有可能失效,从而失效分析贯穿于电子元器件的整个寿命周期。因此,需要找出其失效产生原因,确定失效模式,并提出纠正措施,防止相同失效模式和失效机理在每个元器件上重复出现,提高元器件的可靠性。

芯片失效分析怎么做?失效分析基本步骤及常用设备简介

失效分析的基本步骤

芯片开封:

去除IC封胶,同时保持芯片功能的完整无损,保持 die,bond pads,bond wires乃至lead-frame不受损伤,为下一步芯片失效分析实验做准备。

SEM 扫描电镜/EDX成分分析:

包括材料结构分析/缺陷观察、元素组成常规微区分析、精确测量元器件尺寸等等。 探针测试:以微探针快捷方便地获取IC内部电信号。

镭射切割:

以微激光束切断线路或芯片上层特定区域。

EMMI侦测:

EMMI微光显微镜是一种效率极高的失效分错析工具,提供高灵敏度非破坏性的故障定位方式,可侦测和定位非常微弱的发光(可见光及近红外光),由此捕捉各种元件缺陷或异常所产生的漏电流可见光。

OBIRCH应用(镭射光束诱发阻抗值变化测试):

OBIRCH常用于芯片内部高阻抗及低阻抗分析,线路漏电路径分析。利用OBIRCH方法,可以有效地对电路中缺陷定位,如线条中的空洞、通孔下的空洞。通孔底部高阻区等,也能有效的检测短路或漏电,是发光显微技术的有力补充。

LG液晶热点侦测:

利用液晶感测到IC漏电处分子排列重组,在显微镜下呈现出不同于其它区域的斑状影像,找寻在实际分析中困扰设计人员的漏电区域(超过10mA之故障点)。

定点/非定点芯片研磨:

移除植于液晶驱动芯片 Pad上的金凸块, 保持Pad完好无损,以利后续分析或rebonding。

X-Ray 无损侦测:

检测IC封装中的各种缺陷如层剥离、爆裂、空洞以及打线的完整性,PCB制程中可能存在的缺陷如对齐不良或桥接,开路、短路或不正常连接的缺陷,封装中的锡球完整性。

SAM (SAT)超声波探伤:

可对IC封装内部结构进行非破坏性检测, 有效检出因水气或热能所造成的各种破坏如:o晶元面脱层,o锡球、晶元或填胶中的裂缝,o封装材料内部的气孔,o各种孔洞如晶元接合面、锡球、填胶等处的孔洞。

失效分析常用设备及详细用途,如下图所示:

失效分析常用设备


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