失效分析可以找出IC芯片故障部位、失效原因和機理,從而提供產品改進方向和防止問題發生的意見,它為設計者、生產者、使用者找出故障原因和預防措施。失效分析對改進產品設計,選材等提供依據,并防止或減少斷裂事故發生;通過失效分析還可以預測可靠性;可以提高機械產品的信譽,并能起到技術反饋作用。
失效分析的意義主要表現具體來說,失效分析的意義主要表現在以下幾個方面:失效分析是確定芯片失效機理的必要手段。失效分析為有效的故障診斷提供了必要的信息。失效分析為設計工程師不斷改進或者修復芯片的設計,使之與設計規范更加吻合提供必要的反饋信息。失效分析可以評估不同測試向量的有效性,為生產測試提供必要的補充,為驗證測試流程優化提供必要的信息基礎。
失效分析主要步驟和內容:
芯片開封:去除IC封膠,同時保持芯片功能的完整無損,保持 die,bond pads,bond wires乃至lead-frame不受損傷,為下一步芯片失效分析實驗做準備。
SEM 掃描電鏡/EDX成分分析:包括材料結構分析/缺陷觀察、元素組成常規微區分析、精確測量元器件尺寸等等。
探針測試:以微探針快捷方便地獲取IC內部電信號。鐳射切割:以微激光束切斷線路或芯片上層特定區域。
EMMI偵測:EMMI微光顯微鏡是一種效率極高的失效分錯析工具,提供高靈敏度非破壞性的故障定位方式,可偵測和定位非常微弱的發光(可見光及近紅外光),由此捕捉各種元件缺陷或異常所產生的漏電流可見光。
OBIRCH應用(鐳射光束誘發阻抗值變化測試):OBIRCH常用于芯片內部高阻抗及低阻抗分析,線路漏電路徑分析。利用OBIRCH方法,可以有效地對電路中缺陷定位,如線條中的空洞、通孔下的空洞。通孔底部高阻區等,也能有效的檢測短路或漏電,是發光顯微技術的有力補充。
LG液晶熱點偵測:利用液晶感測到IC漏電處分子排列重組,在顯微鏡下呈現出不同于其它區域的斑狀影像,找尋在實際分析中困擾設計人員的漏電區域(超過10mA之故障點)。
定點/非定點芯片研磨:移除植于液晶驅動芯片 Pad上的金凸塊, 保持Pad完好無損,以利后續分析或rebonding。
X-Ray 無損偵測:檢測IC封裝中的各種缺陷如層剝離、爆裂、空洞以及打線的完整性,PCB制程中可能存在的缺陷如對齊不良或橋接,開路、短路或不正常連接的缺陷,封裝中的錫球完整性。
SAM (SAT)超聲波探傷可對IC封裝內部結構進行非破壞性檢測, 有效檢出因水氣或熱能所造成的各種破壞如:o晶元面脫層,o錫球、晶元或填膠中的裂縫,o封裝材料內部的氣孔,o各種孔洞如晶元接合面、錫球、填膠等處的孔洞。
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