Metoda analizy awarii chipów

ŻetonFailureANalizaMETODFNiski

W niniejszym dokumencie wprowadzono metody i procesy analizy awarii ChIP, podaje przykłady typowych procesów przypadków awarii, podsumowuje wyzwania i środki zaradcze kluczowych technologii analizy awarii ChIP oraz podsumowuje środki ostrożności dotyczące analizy awarii ChIP.

Analiza awarii ChIP to systematyczny projekt, który należy połączyć z różnymi środkami, takimi jak testy elektryczne, analiza fizyczna i charakterystyka materiału, aby stopniowo zawęzić zakres problemu i wreszcie zlokalizować podstawową przyczynę awarii. Poniżej znajduje się szczegółowy opis typowego procesu analizy i kluczowych metod:

WstępnyINFormationCOllection iFailurePHenomenonCOn Firmaation

1. Upadrzenie kontroli tła

Zbierz model Chip, scenariusz aplikacji, tryb awarii (taki jak zwarcie, wyciek, nieprawidłowa funkcja itp.), Współczynnik awarii i zastosowanie środowiska (temperatura, wilgotność, napięcie) itp. Potwierdź, czy awarie są odtwarzalne i rozróżniają wady projektowe, problemy z procesem lub niewłaściwe zastosowania (np. Zastosowanie, nadużycie, ESD).
2. Weryfikacja wydajności elektrycznej
Powtórz awarie za pomocą automatycznego urządzenia testowego (ATE) lub stacji sondy (stacja sondy) w celu rejestrowania parametrów krytycznych (np. Krzywe IV, prąd upływu, przesunięcie napięcia progowego). Porównaj różnice w cechach elektrycznych między dobrymi produktami a nieudanymi układami, aby zmniejszyć obszar awarii (np. Określone moduły funkcjonalne).

Testy nieniszczące(NDA)

Cel: Początkowo zlokalizuj problem i unikaj niszczycielskich operacji zakłócających późniejszą analizę.

Obrazowanie rentgenowskie: Sprawdź opakowanie pod kątem wad, takich jak wiązanie drutu, połączenie piłki lutowniczej, rozwarstwienie itp. Tomografia rentgenowska 3D (CT): rekonstrukcja 3D wewnętrznej struktury układu w celu zidentyfikowania mikrokraków i pustek (jak pokazano na rycinie 1).

Obrazowanie termiczne skanuje rozkład temperatury na powierzchni układu po włączeniu i lokalizuje nieprawidłowe gorące punkty (takie jak obszary zwarciowe).

3. Mikroskopia akustyczna (SAM) wykorzystuje ultradźwięki do wykrywania defektów interfejsu, takich jak rozwarstwienie i pęknięcia wewnątrz opakowania (szczególnie skuteczne dla urządzeń formowanych).

0021-02983 TXZ Wewnętrzna tarcza

Niszczycielska analiza fizycznaUrząd Ochrony Danych, Panie Przewodniczący, Panie

Cel: wniknij głęboko do układu, aby obserwować wady mikrostrukturalne.

Dekapsulacja: Zastosuj kwas (taki jak wściekający kwas azotowy) do rozpuszczenia pakietu żywicy epoksydowej i odsłonięcia powierzchni układu (czas korozji należy kontrolować, aby uniknąć uszkodzenia warstwy metalowej). Dekapsulacja laserowa: zlokalizowane precyzyjne usunięcie pakietów o dużej gęstości (np. Flip-Chip).

Przekrój: Przygotuj przekrój określonego obszaru za pomocą skoncentrowanej wiązki jonowej (FIB) lub mechanicznego szlifowania, aby wyciąć układ. Do obserwacji profilu zastosowano skaningową mikroskopię elektronową (SEM), a pęknięcie warstwy metalowej, przez pustkę otworu, rozkład tlenu bramki itp. (Np. Złamanie spowodowane elektromigracją przewodów metalowych).

3. Spektroskopia dyspersyjna energii (EDS) do analizy składu materiału: Analizuj skład elementarny w punkcie awarii i zidentyfikuj zanieczyszczenie (np. Korozja spowodowana przez jony Cl⁻). Wtórna spektrometria mas jonowych (SIMS): wykrywanie śladowych zanieczyszczeń (np. Przeciek z powodu migracji Na⁺).

Poziom obwoduFailureLOcation

Cel: zlokalizuj usterki na poziomie tranzystora lub węzła obwodu.

Mikroskopia emisji fotonów (EMMI) wykrywa słabą emisję fotonu w obszarze awarii po energii, i lokalizuje dokładne położenie wycieku lub zwarcia.

Laserowa zmiana napięcia (Obirch) laser skanuje powierzchnię układu, monitoruje zmianę rezystancji i lokalizuje wysoki punkt impedancji lub przerwy.

3. Wykrywanie wady wiązki elektronów (EBT) wykorzystuje wiązki elektronów do wzbudzenia zmian wewnętrznego potencjału układu i analizy anomalii węzła obwodu.

0021-35749, Izolator TXZ, 200 mm, odnowiony

Kompleksowa diagnoza i analiza przyczyn pierwotnych

1. Korelacja danych integruje wyniki testowania elektrycznego, analizy fizycznej i charakterystyki materiału w celu zweryfikowania spójności mechanizmu awarii (np. Migracja elektryczna prowadzi do wzrostu rezystancji, a SEM potwierdza, że ​​drut metalowy staje się cieńszy).

Model mechanizmu uszkodzenia Model niepowodzenia oparty na zjawiskach, np. Wtrysk gorącego nośnika (HCI): Uszkodzenie tlenu w bramie prowadzi do progowego dryfu napięcia. Migracja elektrochemiczna (ECM): migracja jonów metali w obecności wilgotności w celu utworzenia włókien przewodzących.

3. Sugestie dotyczące ulepszeń obejmują optymalizację projektowania (np. Dodanie obwodu ochrony ESD), poprawę procesu (np. Temperaturę osadzania metalu) lub regulację warunków zastosowania (np. Zmniejszenie napięcia roboczego).

Przykład typowego procesu awarii

Przypadek: układ zarządzania energią zawodzi w partiach w wysokich temperaturach

Test elektryczny: Prąd upływu wzrasta nieprawidłowo w wysokiej temperaturze i jest zamknięty w module LDO.

Rentgen CT: Mikrocracki znaleziono w piłkach lutowniczych w opakowaniu.

Profil FIB/SEM: Potwierdź, że pęknięcie powoduje słaby kontakt linii zasilania, a naprężenie termiczne wzrasta w wysokich temperaturach.

Analiza EDS: Zanieczyszczenie siarki na interfejsie piłki lutowniczej (z materiału do formowania).

Wniosek: Element siarki materiału opakowaniowego powoduje korozję połączeń lutowniczych, a problem jest rozwiązany po ulepszeniu procesu opakowania.

Kluczowe wyzwania techniczne i środki zaradcze

Wyzwanie	Rozwiązanie
Wykrywanie defektów w nanoskali jest trudne	SEM/TEM) wysokiej rozdzielczości (TEM)
Wielowarstwowe układy ułożone w stos są złożone do analizy	Łączenie trawienia warstw FIB po warstwie i technologii rekonstrukcji 3D
Miękkie awarie (przerywane awarie) są trudne do odtworzenia	Użyj dynamicznej analizy sygnału (DSA)

Sekwencja analizy środków ostrożności:

Ściśle przestrzegaj zasady „braku niszczenia przed zniszczeniem”, aby uniknąć utraty kluczowych informacji. Ochrona próbki: Po otwarciu należy przeprowadzić obróbkę pasywacji powierzchniowej (takiego jak poszycie złota), aby zapobiec wpływowi na obserwację. Walidacja krzyżowa danych: Pojedyncza metoda może mieć błędne osądy i wymagana jest wspólna weryfikacja multi-technologiczna. Analiza awarii ChIP jest jak „Rozwiązywanie przypadków”, która wymaga rygorystycznej logiki i różnorodnych środków, w połączeniu z progresywnymi strategiami „makro → mikro”, „właściwości fizycznych → fizycznych”, a ostatecznie realizuje zarządzanie awarią zamkniętej pętli.