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元器件失效分析方法2018-05-29 09:43瀏覽數(shù):218次
元器件失效分析方法失效分析基本概念 定義:對失效電子元器件進行診斷過程。 1、進行失效分析往往需要進行電測量并采用先進的物理、冶金及化學的分析手段。 2、失效分析的目的是確定失效模式和失效機理,提出糾正措施,防止這種失效模式和失效機理的重復出現(xiàn)。 3、失效模式是指觀察到的失效現(xiàn)象、失效形式,如開路、短路、參數(shù)漂移、功能失效等。 4、失效機理是指失效的物理化學過程,如疲勞、腐蝕和過應力等。 失效分析的一般程序 1、收集現(xiàn)場數(shù)據(jù) 2、電測并確定失效模式 3、非破壞檢查 4、打開封裝 5、鏡驗 6、通電并進行失效定位 7、對失效部位進行物理、化學分析,確定失效機理。 8、綜合分析,確定失效原因,提出糾正措施。 1、收集現(xiàn)場數(shù)據(jù)
電測失效可分為連接性失效、電參數(shù)失效和功能失效。 連接性失效包括開路、短路以及電阻值變化。這類失效容易測試,現(xiàn)場失效多數(shù)由靜電放電(ESD)和過電應力(EOS)引起。
確認功能失效,需對元器件輸入一個已知的激勵信號,測量輸出結(jié)果。如測得輸出狀態(tài)與預計狀態(tài)相同,則元器件功能正常,否則為失效,功能測試主要用于集成電路。 三種失效有一定的相關性,即一種失效可能引起其它種類的失效。功能失效和電參數(shù)失效的根源時常可歸結(jié)于連接性失效。在缺乏復雜功能測試設備和測試程序的情況下,有可能用簡單的連接性測試和參數(shù)測試方法進行電測,結(jié)合物理失效分析技術的應用仍然可獲得令人滿意的失效分析結(jié)果。
X-Ray檢測,即為在不破壞芯片情況下,利用X射線透視元器件(多方向及角度可選),檢測元器件的封裝情況,如氣泡、邦定線異常,晶粒尺寸,支架方向等。 適用情境:檢查邦定有無異常、封裝有無缺陷、確認晶粒尺寸及l(fā)ayout 優(yōu)勢:工期短,直觀易分析 劣勢:獲得信息有限 局限性: 1、相同批次的器件,不同封裝生產(chǎn)線的器件內(nèi)部形狀略微不同; 2、內(nèi)部線路損傷或缺陷很難檢查出來,必須通過功能測試及其他試驗獲得。 案例分析: X-Ray 探傷----氣泡、邦定線 X-Ray 真?zhèn)舞b別----空包彈(圖中可見,未有晶粒) “徒有其表” 下面這個才是貨真價實的 X-Ray用于產(chǎn)地分析(下圖中同品牌同型號的芯片) X-Ray 用于失效分析(PCB探傷、分析) (下面這個密密麻麻的圓點就是BGA的錫珠。下圖我們可以看出,這個芯片實際上是BGA二次封裝的) 掃描電子顯微鏡的二次電子像技術 電壓效應的失效定位技術 6、半導體主要失效機理分析 電應力(EOD)損傷 靜電放電(ESD)損傷 封裝失效 引線鍵合失效 芯片粘接不良 金屬半導體接觸退化 鈉離子沾污失效 氧化層針孔失效 |