Chip Arıza Analizi Yöntemi Akışı

ÇipFkötü niyetliAnalizMEtodFDüşük

Bu makale, Chip arıza analizi yöntem ve süreçlerini tanıtır, tipik başarısızlık vaka süreçlerinin örnekleri verir, Chip başarısızlık analizinin temel teknolojilerinin zorluklarını ve karşı önlemlerini özetler ve Chip başarısızlık analizi için önlemleri özetler.

CHIP başarısızlık analizi, sorunun kapsamını kademeli olarak daraltmak ve son olarak arızanın temel nedenini bulmak için elektrik testi, fiziksel analiz ve malzeme karakterizasyonu gibi çeşitli araçlarla birleştirilmesi gereken sistematik bir projedir. Tipik analiz sürecinin ve temel yöntemlerin ayrıntılı bir açıklaması aşağıdadır:

ÖnInformasyonCuyuşma veFkötü niyetliPhenomenonConaylama

1. Lapse arka plan kontrolleri

Yonga modeli, uygulama senaryosu, arıza modu (kısa devre, sızıntı, anormal fonksiyon vb.), Arıza oranı ve kullanım ortamı (sıcaklık, nem, voltaj) vb.
2. Elektriksel performansın doğrulanması
Kritik parametreleri (örn. IV eğrileri, sızıntı akımı, eşik voltaj ofseti) kaydetmek için otomatik bir test cihazı (ATE) veya prob istasyonu (prob istasyonu) kullanarak arızaları çoğaltın. Arıza alanını (örneğin, spesifik fonksiyonel modüller) azaltmak için iyi ürünler ve başarısız çipler arasındaki elektriksel özelliklerdeki farklılıkları karşılaştırın.

Tahribatsız test(NDA)

Amaç: Başlangıçta sorunu bulun ve sonraki analize müdahale eden yıkıcı operasyonlardan kaçının.

X-ışını Görüntüleme: Paketi, tel bağlanma, lehim bilyası bağlantısı, delaminasyon, vb. Gibi kusurlar açısından inceleyin. 3D X-ışını tomografisi (CT): Mikro çatalları ve boşlukları tanımlamak için çipin iç yapısının 3D rekonstrüksiyonu (Şekil 1'de gösterildiği gibi).

Termal görüntüleme, güç açtıktan sonra çip yüzeyindeki sıcaklık dağılımını tarar ve anormal sıcak noktaları (kısa devre alanları gibi) bulur.

3. Akustik Mikroskopi (SAM), paketin içindeki delaminasyon ve çatlaklar gibi arayüz kusurlarını tespit etmek için ultrason kullanır (özellikle kalıplanmış cihazlar için etkili).

0021-02983 txz iç kalkan

Yıkıcı fiziksel analiz(DPA)

Amaç: Mikroyapısal kusurları gözlemlemek için çipin derinliklerine nüfuz edin.

Dekapsülasyon: Epoksi reçine paketini çözmek ve çipin yüzeyini ortaya çıkarmak için asit (fuming nitrik asit gibi) kullanın (metal tabakaya zarar vermekten kaçınmak için korozyon süresinin kontrol edilmesi gerekir). Lazer dekapsülasyonu: Yüksek yoğunluklu paketlerin lokalize kesin olarak çıkarılması (örn. Flip-çip).

Kesit: Çipi kesmek için odaklanmış bir iyon ışını (FIB) veya mekanik öğütme kullanarak belirli bir alanın bir kesitini hazırlayın. Profili gözlemlemek için tarama elektron mikroskopisi (SEM) kullanıldı ve metal tabaka kırığı, delik boşluğu, kapı oksijen bozulması vb.

3. Malzeme kompozisyonu analizi için enerji dağıtıcı spektroskopi (EDS): başarısızlık noktasında elementel bileşimini analiz edin ve kontaminasyon (örn., Cl⁻ iyonlarının neden olduğu korozyon). İkincil iyon kütle spektrometrisi (SIMS): İz safsızlıklarının tespiti (örn., Na⁺ göçüne bağlı sızıntı).

Devre seviyesiFkötü niyetliLçıkış

Amaç: Transistör veya devre düğümü seviyesinde arızaları bulun.

Foton emisyon mikroskopisi (EMMI), enerjilendirildiğinde başarısızlık alanındaki zayıf foton emisyonunu tespit eder ve sızıntı veya kısa devrenin kesin yerini bulur.

Lazer kaynaklı voltaj değişikliği (Obirch) Lazer çipin yüzeyini tarar, direnç değişikliğini izler ve yüksek empedans veya kırılma noktasını bulur.

3. Elektron ışını kusuru algılama (EBT), çipin iç potansiyelindeki değişiklikleri heyecanlandırmak ve devre düğüm anomalilerini analiz etmek için elektron ışınlarını kullanır.

0021-35749 halka, izolatör TXZ, 200 mm, yenilenmiş

Kapsamlı tanı ve kök neden analizi

1. Veri korelasyonu, arıza mekanizmasının tutarlılığını doğrulamak için elektrik testi, fiziksel analiz ve malzeme karakterizasyonu sonuçlarını entegre eder (örn. Elektrik göçü dirençte bir artışa yol açar ve SEM metal telin inceldiğini doğrular).

Arıza Mekanizması Model Olguya dayalı bir arıza modeli, örneğin, sıcak taşıyıcı enjeksiyon (HCI): Kapı oksijen hasarı, eşik voltajı kaymasına yol açar. Elektrokimyasal göç (ECM): İletken filamentler oluşturmak için metal iyonlarının nem varlığında göçü.

3. İyileştirme önerileri arasında tasarım optimizasyonu (örn., ESD koruma devresi ekleme), süreç iyileştirmesi (örneğin, metal biriktirme sıcaklığının optimize edilmesi) veya uygulama koşulu ayarlaması (örn. Çalışma voltajını azaltma) içerir.

Tipik bir başarısızlık olgu sürecine bir örnek

Vaka: Bir güç yönetimi çipi, yüksek sıcaklıklarda gruplarda başarısız olur

Elektrik Testi: Sızıntı akımı yüksek sıcaklıkta anormal olarak artar ve bir LDO modülüne kilitlenir.

X-ışını CT: Paketin içindeki lehim toplarında mikro çatlaklar bulundu.

FIB/SEM Profili: Çatlakın güç hattının zayıf temas ettiğini ve termal stresin yüksek sıcaklıklarda arttığını doğrulayın.

EDS analizi: Lehim top arayüzünde (kalıplama malzemesinden) kükürt kontaminasyonu.

Sonuç: Ambalaj malzemesinin kükürt elemanı lehim derzlerinin korozyonuna neden olur ve sorun ambalaj işlemini iyileştirdikten sonra çözülür.

Temel teknik zorluklar ve karşı önlemler

Meydan okumak	Çözüm
Nano ölçekli kusur tespiti zor	Yüksek çözünürlüklü SEM/TEM (TEM)
Çok katmanlı istiflenmiş çipler analiz etmek için karmaşıktır	FIB katmanı katman dağlama ve 3D rekonstrüksiyon teknolojisini birleştirme
Yumuşak arızaların (aralıklı arızalar) üremesi zordur	Dinamik Sinyal Analizini Kullan (DSA)

Önlemler Analiz Sırası:

Kilit bilginin kaybından kaçınmak için "yıkımdan önce tahribat etmeme" ilkesini kesinlikle takip edin. Numune Koruma: Açıldıktan sonra, oksidasyonun gözlemi etkilemesini önlemek için yüzey pasivasyon tedavisi (altın kaplama gibi) zamanında yapılmalıdır. Veri çapraz doğrulama: Tek bir yöntemin yanlış yargıları olabilir ve çoklu teknoloji eklem doğrulaması gereklidir. Yonga başarısızlığı analizi, "makro → mikro", "elektrik → fiziksel özellikler" nin aşamalı stratejileri ile birleştiğinde, titiz mantık ve çeşitli araçlar gerektiren "bir vakanın çözülmesi" gibidir ve son olarak kapalı döngü hatası yönetimini gerçekleştirir.