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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。
& l- i0 B) X4 ?8 w. r开车的人都知道，哪里最能练出驾驶水平？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。
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3 L8 E4 S8 t# k7 P) f: F2 s失效分析基本概念
0 R" R7 V& e, _0 ~& f2 C' P& U2 N定义：对失效电子元器件进行诊断过程。
) U- v2 ^% I+ u5 I2 R6 v: l1、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。
2 _( F9 ?- r" J- A2、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。
" H+ R2 A0 U8 F+ U! O8 h* @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 U3 x4 p0 @) f! q8 _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。
% K, r+ K. b B' C7 v3 q4 v- o- p; H2 Z F
失效分析的一般程序+ r# I7 p6 K" x* V" k7 a
1、收集现场场数据
5 K* w- X7 v: X# D3 w9 A3 c* b2 j6 l2、电测并确定失效模式# H# M2 N+ u4 p. A+ i
3、非破坏检查+ a; F9 K2 v2 [ t7 \
4、打开封装" i: ]$ Y" _3 b9 P, @
5、镜验
3 q9 |1 t& n- d; i, E6、通电并进行失效定位
7 x d- X5 ^& Y7、对失效部位进行物理、化学分析，确定失效机理。, P6 v" o4 ?* `% Z' [% ^* o8 [
8、综合分析，确定失效原因，提出纠正措施。
, A- N) y3 |. U4 S
+ p7 K( \- z6 @8 H8 U% v1、收集现场数据：, _. F1 p/ V/ w9 [ ^, k5 j
6 `# O& H3 k# b( i$ Q6 w5 c1 g3 E2、电测并确定失效模式" ~7 `7 Q8 Y3 I \. k$ q M# r8 N8 }
电测失效可分为连接性失效、电参数失效和功能失效。
( X' S* r; a( p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。
2 S$ f( V3 W- N7 U( y' Y, \+ M9 @. j$ `5 ^" w4 c
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。, s4 f+ z0 V0 T7 V5 Z
" ?4 a7 a: o+ [
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。
% V; J W8 W8 f% S! B, B$ l. e/ T+ E0 \. `
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。
+ }0 d3 w+ f4 F# v3、非破坏检查+ L- h, |- u+ `
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。( G0 C4 X* H6 \
" q2 Z' w6 Q8 O: r. v5 V! n2 P
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
- `2 K' u* {2 m1 T( l* [+ E2 R优势：工期短，直观易分析4 @ p! {" |. @1 l6 ^
劣势：获得信息有限
/ r" R9 ?3 K- u. z; D- C C5 U局限性：) M6 w) D. C9 g$ p
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；
4 s. }5 Z- A* A4 e( o2、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。
9 y/ w0 C% `6 P2 i1 q8 V6 c% _% [; p q
案例分析：8 s+ t. K8 L# J
X-Ray 探伤----气泡、邦定线
5 W' H1 y& R7 n' F% v$ BX-Ray 真伪鉴别----空包弹（图中可见，未有晶粒）) [, t5 Q3 s! H- l6 E6 v
“徒有其表”
, X* [# W8 _3 F0 E% v& B9 t下面这个才是货真价实的
$ Q; ?$ Q5 `: b: T5 AX-Ray用于产地分析（下图中同品牌同型号的芯片）
( M0 H3 Q$ i8 B" F3 _) D& bX-Ray 用于失效分析（PCB探伤、分析）
) ~& y t. @; W- ]$ ?; q6 N) W2 b（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）. ]- m7 n3 G3 P1 L% }, @! w
" r+ _ r" M: D6 {9 k4、打开封装3 _) @9 X" `3 i5 ?, r% N0 v
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。Œ* V. a' S( X5 Q7 W
6 E! u8 Q/ @/ `) w1 h) q3 ~5 y5、显微形貌像技术! `! o$ v/ B: V2 q
光学显微镜分析技术3 o4 ]+ F0 z% n: ~- {
扫描电子显微镜的二次电子像技术
5 f0 g9 u1 y* g! J- X4 S/ Q3 x' g电压效应的失效定位技术+ ?8 x! T! l8 K
6、半导体主要失效机理分析" B9 b, J: g3 ]* P- b1 }8 _
电应力（EOD）损伤
0 T5 H8 i* H5 d- O8 g1 N1 L) D1 P静电放电（ESD）损伤
2 i, L" \3 o# w( D0 n I封装失效
) D- i! F C: o* ]! e. |2 z引线键合失效 `0 G9 G4 J/ V% X9 h! v& S/ o
芯片粘接不良7 l1 O3 Z; I$ {# _$ X
金属半导体接触退化
8 |4 r/ H7 W# K% I3 [4 E钠离子沾污失效6 r9 B) B F6 @0 N4 ?7 p. I
氧化层针孔失效 |
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发表于 2021-6-7 13:31
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