|
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(duì)失效電子元器件進(jìn)行診斷過(guò)程。 1、進(jìn)行失效分析往往需要進(jìn)行電測(cè)量并采用先進(jìn)的物理、冶金及化學(xué)的分析手段。 2、失效分析的目的是確定失效模式和失效機(jī)理,提出糾正措施,防止這種失效模式和失效機(jī)理的重復(fù)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(kāi)路、短路、參數(shù)漂移、功能失效等。 4、失效機(jī)理是指失效的物理化學(xué)過(guò)程,如疲勞、腐蝕和過(guò)應(yīng)力等。 失效分析的一般程序 1、收集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù) 2、電測(cè)并確定失效模式 3、非破壞檢查 4、打開(kāi)封裝 5、鏡驗(yàn) 6、通電并進(jìn)行失效定位 7、對(duì)失效部位進(jìn)行物理、化學(xué)分析,確定失效機(jī)理。 8、綜合分析,確定失效原因,提出糾正措施。 1、收集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)
電測(cè)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(kāi)路、短路以及電阻值變化。這類失效容易測(cè)試,現(xiàn)場(chǎng)失效多數(shù)由靜電放電(ESD)和過(guò)電應(yīng)力(EOS)引起。
確認(rèn)功能失效,需對(duì)元器件輸入一個(gè)已知的激勵(lì)信號(hào),測(cè)量輸出結(jié)果。如測(cè)得輸出狀態(tài)與預(yù)計(jì)狀態(tài)相同,則元器件功能正常,否則為失效,功能測(cè)試主要用于集成電路。 三種失效有一定的相關(guān)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(shí)常可歸結(jié)于連接性失效。在缺乏復(fù)雜功能測(cè)試設(shè)備和測(cè)試程序的情況下,有可能用簡(jiǎn)單的連接性測(cè)試和參數(shù)測(cè)試方法進(jìn)行電測(cè),結(jié)合物理失效分析技術(shù)的應(yīng)用仍然可獲得令人滿意的失效分析結(jié)果。
X-Ray檢測(cè),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(cè)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(wú)異常、封裝有無(wú)缺陷、確認(rèn)晶粒尺寸及l(fā)ayout 優(yōu)勢(shì):工期短,直觀易分析 劣勢(shì):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(lái),必須通過(guò)功能測(cè)試及其他試驗(yàn)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(jiàn),未有晶粒) “徒有其表” 下面這個(gè)才是貨真價(jià)實(shí)的 X-Ray用于產(chǎn)地分析(下圖中同品牌同型號(hào)的芯片) X-Ray 用于失效分析(PCB探傷、分析) (下面這個(gè)密密麻麻的圓點(diǎn)就是BGA的錫珠。下圖我們可以看出,這個(gè)芯片實(shí)際上是BGA二次封裝的) 掃描電子顯微鏡的二次電子像技術(shù) 電壓效應(yīng)的失效定位技術(shù) 6、半導(dǎo)體主要失效機(jī)理分析 電應(yīng)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(dǎo)體接觸退化 鈉離子沾污失效 氧化層針孔失效 |