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(chǎn)品改進方向和防止問題發(fā)生的意見,它為設(shè)計者、生產(chǎn)者、使用者找出故障原因和預(yù)防措施。失效分析對改進產(chǎn)品設(shè)計,選材等提供依據(jù),并防止或減少斷裂事故發(fā)生;通過失效分析還可以預(yù)測可靠性;可以提高機械產(chǎn)品的信譽,并能起到技術(shù)反饋作用。
失效分析的意義主要表現(xiàn)具體來說,失效分析的意義主要表現(xiàn)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(shè)計工程師不斷改進或者修復(fù)芯片的設(shè)計,使之與設(shè)計規(guī)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(chǎn)測試提供必要的補充,為驗證測試流程優(yōu)化提供必要的信息基礎(chǔ)。
失效分析主要步驟和內(nèi)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,bondpads,bondwires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(jié)構(gòu)分析/缺陷觀察、元素組成常規(guī)微區(qū)分析、*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(nèi)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(qū)域。
EMMI偵測:EMMI微光顯微鏡是一種效率*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(fā)光(可見光及近紅外光),由此捕捉各種元件缺陷或異常所產(chǎn)生的漏電流可見光。
OBIRCH應(yīng)用(鐳射光束誘發(fā)阻抗值變化測試):OBIRCH常用于芯片內(nèi)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(qū)等,也能有效的檢測短路或漏電,是發(fā)光顯微技術(shù)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(xiàn)出不同于其它區(qū)域的斑狀影像,找尋在實際分析中困擾設(shè)計人員的漏電區(qū)域(超過10mA之故障點)。
定點/非定點芯片研磨:移除植于液晶驅(qū)動芯片Pad上的金凸塊,保持Pad完好無損,以利后續(xù)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(nèi)部結(jié)構(gòu)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(nèi)部的氣孔,o各種孔洞如晶元接合面、錫球、填膠等處的孔洞。