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失效分析常用方法

失效分析常用方法

1 C-SAM(超声波扫描显微镜),无损检查:1.材料内部的晶格结构,杂质颗粒.夹杂物.沉淀物.2. 内部裂纹. 3.分层缺陷.4.空洞,气泡,空隙等. 德国

2 X-Ray(这两者是芯片发生失效后首先使用的非破坏性分析手段),德国Fein

  微焦点Xray用途:半导体BGA,线路板等内部位移的分析 ;利于判别空焊,虚焊等BGA焊接缺陷. 参数:标准检测分辨率<500纳米 ;几何放大倍数: 2000 倍 最大放大倍数: 10000倍 ; 辐射小: 每小时低于1 μSv ;电压: 160 KV, 开放式射线管设计

  防碰撞设计;BGA和SMT(QFP)自动分析软件,空隙计算软件,通用缺陷自动识别软件和视频记录。这些特点非常适合进行各种二维检测和三维微焦点计算机断层扫描(μCT)应用。

Fein微焦点X射线(德国)

Y.COUGAR F/A系列可选配样品旋转360度和倾斜60度装置。

Y.COUGAR SMT 系列配置140度倾斜轴样品,选配360度旋转台

3 SEM扫描电镜/EDX能量弥散X光仪(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), 日本电子

4 EMMI微光显微镜/OBIRCH镭射光束诱发阻抗值变化测试/LC 液晶热点侦测(这三者属于常用漏电流路径分析手段,寻找发热点,LC要借助探针台,示波器)

5 FIB 线路修改,切线连线,切点观测,TEM制样,精密厚度测量等

6 Probe Station 探针台/Probing Test 探针测试,ESD/Latch-up静电放电/闩锁效用测试(有些客户是在芯片流入客户端之前就进行这两项可靠度测试,有些客户是失效发生后才想到要筛取良片送验)这些已经提到了多数常用手段。失效分析前还有一些必要的样品处理过程。

  7 die,decap(开封,开帽),研磨,去金球 De-gold bump,去层,染色等,有些也需要相应的仪器机台,SEM可以查看die表面,SAM以及X-Ray观察封装内部情况以及分层失效。

除了常用手段之外还有其他一些失效分析手段,原子力显微镜AFM ,二次离子质谱 SIMS,飞行时间质谱TOF - SIMS ,透射电镜TEM , 场发射电镜,场发射扫描俄歇探针, X 光电子能谱XPS ,L-I-V测试系统,能量损失 X 光微区分析系统等很多手段,不过这些项目不是很常用。

FA步骤:

1 非破坏性分析:主要是超声波扫描显微镜(C-SAM)--看有没delamination,xray--看内部结构,等等;

2 电测:主要工具,万用表,示波器,sony tek370a,现在好象是370b了;

3 破坏性分析:机械decap,化學 decap芯片開封機

  半導體器件芯片失效分析 芯片內部分層,孔洞氣泡失效分析

C-SAM的叫法很多有,掃描聲波顯微鏡或聲掃描顯微鏡或掃描聲學顯微鏡或超聲波掃描顯微鏡(Scanning acoustic microscope)總概c-sam(sat)测试。

微焦点Xray用途:半导体BGA,线路板等内部位移的分析 ;利于判别空焊,虚焊等BGA焊接缺陷.  参数:标准检测分辨率<500纳米 ;几何放大倍数: 2000 倍 最大放大倍数: 10000倍 ; 辐射小: 每小时低于1 μSv ;电压: 160 KV, 开放式射线管设计防碰撞设计;BGA和SMT(QFP)自动分析软件,空隙计算软件,通用缺陷自动识别软件和视频记录。这些特点非常适合进行各种二维检测和三维微焦点计算机断层扫描(μCT)应用。  

芯片开封机DECAP主要用于芯片开封验证SAM,XRAY的结果。

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