失效分析（Failure analysis ）

描述：通过专业失效分析设备，借助各种测试分析技术和分析程序确认电子元器件的失效现象，分辨其失效模式和失效机理，确认最终的失效原因，并提出改进设计和制造工艺的建议，防止失效的重复出现。

应用范围：

所有失效器件原因分析。

失效分析案例：

                                                                            X-ray检查                                                         开盖

X-ray检测：发现键合丝断裂，在die上发现疑似烧融的痕迹；

开盖：发现die上局部呈现明显烧融痕迹。

                                                                            热点分析                                            去层分析

热点分析：测试发现样品两极之间存在漏电；

去层分析：通过去层后确认失效机理。

失效分析基本概念

1.进行失效分析往往需要进行电测量并采用先进的物理、冶金及化学的分析手段。

2.失效分析的目的是确定失效模式和失效机理，提出纠正措施，防止这种失效模式和失效机理的重复出现。

3.失效模式是指观察到的失效现象、失效形式，如开路、短路、参数漂移、功能失效等。

4.失效机理是指失效的物理化学过程，如疲劳、腐蚀和过应力等。

失效分析的意义

1.失效分析是确定芯片失效机理的必要手段。

2.失效分析为有效的故障诊断提供了必要的信息。

3.失效分析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。

4.失效分析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。

失效分析主要步骤和内容

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，bondpads，bondwires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。

失效分析流程图