FILASER-GLASER是芯片失效分析实验室,FA 芯片蚀刻,芯片减薄,芯片开盖,芯片开帽的。
一、无损失效分析技术1.外观检查,主要凭借肉眼检查是否有明显缺陷,如塑脂封装是否开裂,芯片引脚是否接触良好。X射线检查是利用X射线的性能对被测样品进行X射线照射,样品缺陷部份会吸收X射线,导致X射线照射成像出现异常。X射线主要检查集成电路引线是否损坏问题。根据电子元器件的大小和结构选择合适的波长,这样能得到合适的分辨率。2.扫描声学显微镜,是利用超声波探测样品内部缺陷,依据超声波的反射找出样品内部缺陷所在位置,这种方法主要用主集成电路塑封时水气或者高温对器件的损坏,这种损坏常为裂缝或者脱层。
二有损失效分析技术:1. 打开封装,一般有三种方法。全剥离法,集成电路完全损坏,只留下完整的芯片内部电路。缺陷是由于内部电路和引线全部被破坏,无法再进行电动态分析 。方法二局部去除法,三研磨机研磨集成电路表面的树脂直到芯片。优点是开封过种不损坏内部电路和引线,开封后可以进行电动态分析。方法三是自自动法用硫酸喷射达到局部去除的效果。2.缺陷定位,定位具体失效位置在集成电路失效分析中,是一个重要而困难的项目,缺陷定位后才能发现失效机理及缺陷特征。a.Emission显微镜技术,具有非破坏性和快速精准的特性。它使用光电子探测器来检测产生光电效应的区域。由于在硅片上产生缺陷的部位,通常会发生不断增长的电子--空穴再结全而产生强烈的光子。b. OBIRCH技术是利用激光束感应材料电阻率变化的测试技术。对不同材料经激光束扫描,可得到不同材料电阻率变化,这一方法可以测试金属布线内部的那些可靠性隐患。c.液晶热点检测一般由偏振显微镜,可调节温度的样品台,以及控制电路构成。在由晶体各向变为晶体各向同性时,所需要的临界温度能量很小,以此来提高灵敏度。同时相变温度应控制在30-90度,偏振显微镜要在正交偏振光的使用,这样可以提高液晶相变反应的灵敏度。3.电性能分析(探针台)根据饰电路的版图和原理图,结合芯片失效现象,逐步缩小缺陷部位的电路范围,后利用微探针显微技术,来定位缺陷器件。微探针检测技术,微探针的作用是测量内部器件上的电参数值,如工作点电压、电流、伏安特性曲线。微探针技术一般伴随电路分析配合使用,两者可以较快地搜寻失效器件。
针对失效分析企业该如何做?二、建立金相分析实验室 如果想要再进一步分析,则需要建立一个金相分析实验室了。这所需要的设备为:金相显微镜、体视显微镜和切割机、磨抛机及制样的耗材了。如果有了这样的实验室,除了可以看各种元器件的表面损伤外,还可以通过制作切片的方法观察内部情况。而且实验室到了这个层次,不仅仅可以用作元器件的失效分析,也可以用于焊接组装工艺失效的检查,比如检查焊接情况、金属间化合物的生成情况等。而且这时还可以用于元器件的初认证及进行破坏性物理分析。到这个阶段基本上投入就比较大了。如果使用进口设备,那么总价至少也要60~90万币左右。如果使用国产设备那么投入可以少很多。采用国产设备,基本上可以在10万币以内完成。此时对人员素质上,需要有了解电子元器件材料科学、半导体物理学的人员进行相关工作。对于集成电路而言,很多失效都是发生在键合系统上的,也就是管脚和集成电路芯片的连接上。用金相切片的方法,很多时候会破坏芯片的键合系统。这时候,可能会用到开封机来打开集成电路表面的塑料材料。对于很多企业而且言,这个东西就太贵了,往往要几万美元。而且还要经常更换喷嘴之类昂贵的耗材,所以很多企业干脆就不买这个东西,采用手工开封的方法进行,youtube上甚至可以看到老外这么干。不过开封需要使用到强酸,有些化学药品还属于国家管制药品,需要到局去备案。而且实际实施时,不论是用开封机还是手工开封,都需要在通风厨中进行,做好个人防护。对于人员而言,除了上述知识外,要动用强腐蚀的化学药品,原则上要有“危险化学品作业证”。
集成电路失效分析步骤:1. 开封前检查,外观检查,X光检查,扫描声学显微镜检查。2. 开封显微镜检查。3. 电性能分析,缺陷定位技术、电路分析及微探针分析。4. 物理分析,剥层、聚焦离子束(FIB),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(SEM)、VC定位技术。
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