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器件一旦坏了，千万不要敬而远之，而应该如获至宝。 x5 f. f" c$ l6 M6 h8 _! O6 T; ~
开车的人都知道，哪里能练出驾驶水平？高速公路不行，只有闹市和不良路况才能提高水平。社会的发展就是一个发现问题解决问题的过程，出现问题不可怕，但频繁出现同一类问题是非常可怕的。8 P& x; l$ J4 P$ F$ K% M
失效分析基本概念" H n' q2 V' Y. R2 e+ H, w
定义：对失效电子元器件进行诊断过程。! W! h, G: ?7 T+ e- l
1、进行失效分析往往需要进行电测量并采用先进的物理、冶金及化学的分析手段。
/ y/ c- f5 i0 J# j4 M/ U 2、失效分析的目的是确定失效模式和失效机理，提出纠正措施，防止这种失效模式和失效机理的重复出现。; S! x8 N, O8 `% V2 T/ G+ x- r
3、失效模式是指观察到的失效现象、失效形式，如开路、短路、参数漂移、功能失效等。
7 S, {9 Y7 ?, n& \( u& H 4、失效机理是指失效的物理化学过程，如疲劳、腐蚀和过应力等。0 v9 }0 o, c$ `/ H0 D- f+ ^& |- q
失效分析的一般程序
7 t9 R( b1 G: N# g 1、收集现场场数据
" A9 l( \% h% `5 C 2、电测并确定失效模式# ]6 ~" |9 v$ L& ~7 C: r! _2 l' z) T
3、非破坏检查
4、打开封装6 w) e: G) Q# h0 Z( L
5、镜验
. q1 G3 e" W. t1 p" a 6、通电并进行失效定位: M$ l2 W. K1 @" T
7、对失效部位进行物理、化学分析，确定失效机理。7 w Z+ n' u% } t1 I4 S6 y G' p7 o+ F0 ?
8、综合分析，确定失效原因，提出纠正措施。# Q5 F7 Q1 i5 j$ \! K
1、收集现场数据：
3 \# H) l9 U, }5 q7 {: _! ~6 r: @6 w 2、电测并确定失效模式! _. p3 {/ Q: d& \* G
电测失效可分为连接性失效、电参数失效和功能失效。
2 x! N0 F% V, J, c' S 连接性失效包括开路、短路以及电阻值变化。这类失效容易测试，现场失效多数由静电放电（ESD）和过电应力（EOS）引起。
3 y1 N6 n9 ? Y! `8 P, p1 `' {7 Q 电参数失效，需进行较复杂的测量，主要表现形式有参数值超出规定范围（超差）和参数不稳定。
5 D. K6 G2 Y9 ~ 确认功能失效，需对元器件输入一个已知的激励信号，测量输出结果。如测得输出状态与预计状态相同，则元器件功能正常，否则为失效,功能测试主要用于集成电路。
% R, o$ h S- ?5 Z2 j, S6 M 三种失效有一定的相关性,即一种失效可能引起其它种类的失效。功能失效和电参数失效的根源时常可归结于连接性失效。在缺乏复杂功能测试设备和测试程序的情况下，有可能用简单的连接性测试和参数测试方法进行电测，结合物理失效分析技术的应用仍然可获得令人满意的失效分析结果。
& }6 L* j; R" k2 c3 D 3、非破坏检查
2 P. M, m3 b9 J/ f4 ~ X-Ray检测，即为在不破坏芯片情况下，利用X射线透视元器件（多方向及角度可选），检测元器件的封装情况，如气泡、邦定线异常，晶粒尺寸，支架方向等。
( [$ [ N. d4 `6 }9 X- B3 h, d& o
适用情境：检查邦定有无异常、封装有无缺陷、确认晶粒尺寸及layout
% v$ M' ~# w6 F' J 优势：工期短，直观易分析! H0 T- I. C8 ?% u. w" v( {0 N& p
劣势：获得信息有限
' _8 P8 N" @; n3 |7 ^ 局限性：
* @& d! V/ u* X% S9 z 1、相同批次的器件，不同封装生产线的器件内部形状略微不同；
/ W. q* |9 m3 [" F" J" P. b! v 2、内部线路损伤或缺陷很难检查出来，必须通过功能测试及其他试验获得。- o' k w7 H+ B. i# ^" E
分析：
, [/ p' [% B1 [( X8 V- F X-Ray 探伤----气泡、邦定线
X-Ray 用于失效分析（PCB探伤、分析）
# w, p' [5 W6 V+ [: o2 p- ]
（下面这个密密麻麻的圆点就是BGA的锡珠。下图我们可以看出，这个芯片实际上是BGA二次封装的）
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4、打开封装
& U* G! t+ A% j$ t6 ~, }6 ~ 开封方法有机械方法和化学方法两种,按封装材料来分类，微电子器件的封装种类包括玻璃封装(二极管)、金属壳封装、陶瓷封装、塑料封装等。
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机械开封; Q% L# Z2 R# D6 O( r# b2 ?
化学开封
! \7 {, u1 ^ C! D X5 U& b 5、显微形貌像技术5 o+ g" {$ K% s
光学显微镜分析技术' f6 ]( n3 r* r" z
扫描电子显微镜的二次电子像技术
' G5 j7 M, Q6 w6 I- o 电压效应的失效定位技术* x9 R; b6 C+ T( Y1 }1 j' Q; m
6、半导体主要失效机理分析
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电应力（EOD）损伤
+ V! v8 j n( x& z4 B8 }( t2 q 静电放电（ESD）损伤
3 x3 q/ A- U% s' e5 i! W" @ 封装失效
$ J% E# d5 q( E# ~' J& U5 Q 引线键合失效
9 a2 G0 J4 L0 j4 h" C2 k 芯片粘接不良
8 n& q3 {# \# U& o( c& L _, J, V: P 金属半导体接触退化
# E+ k/ w* w% s0 R9 ~6 { 钠离子沾污失效$ N0 D4 L+ z4 w' s5 i$ S
氧化层针孔失效
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发表于 2020-10-30 16:07
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