芯片失效分析方法步骤

发布:探针台 2020-09-22 15:30 阅读:1668
芯片失效分析检测方法汇总 O1DUBRli!q  
失效分析 赵工 EymSrZw  
  C-SAM(超声波扫描显微镜),无损检测:sonix M:&%c3  
1.材料内部的晶格结构,杂质颗粒.夹杂物.沉淀物.2. 内部裂纹. 3.分层缺陷.4.空洞,气泡,空隙等. z> DQ  
  X-Ray无损检测:德国依科视朗 Cp>y<C"  
服务介绍:X-Ray是利用阴极射线管产生高能量电子与金属靶撞击,在撞击过程中,因电子突然减速,其损失的动能会以X-Ray形式放出。而对于样品无法以外观方式观测的位置,利用X-Ray穿透不同密度物质后其光强度的变化,产生的对比效果可形成影像,即可显示出待测物的内部结构,进而可在不破坏待测物的情况下观察待测物内部有问题的区域。 \"Z\Af<  
9v3n4=gc  
服务范围:产品研发,样品试制,失效分析,过程监控和大批量产品观测 cc}#-HKR[  
aXZi2  
服务内容:1.观测DIP、SOP、QFP、QFN、BGA、Flipchip等不同封装的半导体、电阻、电容等电子元器件以及小型PCB印刷电路板 uf (_<~  
          2.观测器件内部芯片大小、数量、叠die、绑线情况 Z d@B6R  
          3.观测芯片crack、点胶不均、断线、搭线、内部气泡等封装缺陷,以及焊锡球冷焊、虚焊等焊接缺陷 X*5N&AJ  
    显微镜分析OM 无损检测:蔡司 =d:3]M^  
金相显微镜OM E m+&I  
服务介绍:可用来进行器件外观及失效部位的表面形状,尺寸,结构,缺陷等观察。金相显微镜系统是将传统的光学显微镜与计算机(数码相机)通过光电转换有机的结合在一起,不仅可以在目镜上作显微观察,还能在计算机(数码相机)显示屏幕上观察实时动态图像,电脑型金相显微镜并能将所需要的图片进行编辑、保存和打印。 #,XZ@u+  
:^>&t^E  
服务范围:可供研究单位、冶金、机械制造工厂以及高等工业院校进行金 v?Cakwu  
属学与热处理、金属物理学、炼钢与铸造过程等金相试验研究之用 %Lh+W<;  
服务内容:1.样品外观、形貌检测   l]&x~K}  
          2.制备样片的金相显微分析 ]gaeN2  
          3.各种缺陷的查找 w8J8III\~  
H/;AlN|!  
体视显微镜OM 无损检测:蔡司 EdSUBoWF}  
服务介绍:体视显微镜,亦称实体显微镜或解剖镜。是一种具有正像立体感的目视仪器,从不同角度观察物体,使双眼引起立体感觉的双目显微镜。对观察体无需加工制作,直接放入镜头下配合照明即可观察,成像是直立的,便于操作和解剖。视场直径大,但观察物要求放 C>,> _  
大倍率在200倍以下。 F8Mf,jnPs  
m!P<# |V  
服务范围:电子精密部件装配检修,纺织业的品质控制、文物 、邮票的 BB(v,W  
辅助鉴别及各种物质表面观察 3=} P l,  
DUF$-'A  
服务内容:1.样品外观、形貌检测   0]=Bqyg  
          2.制备样片的观察分析 du#f_|xG  
          3.封装开帽后的检查分析 " *W# z  
          4.晶体管点焊、检查 aD_7^8>  
I/V Curve advanced smart-1 ]f U&?z#  
服务介绍:验证及量测半导体电子组件的电性、参数及特性。比如电压-电流。集成电路失效分析流程中,I/V Curve的量测往往是非破坏分析的第二步(外观检查排在第一步),可见Curve量测的重要性。 +/]*ChrS  
3#>%_@<  
服务范围:封装测试厂,SMT领域等 DxpJP,wY3  
服务内容:1.Open/Short Test   PDCb(5  
          2.I/V Curve Analysis |k%1mE(+=s  
          3.Idd Measuring x7`+T 1IJ  
          4.Powered Leakage(漏电)Test uZ>q$ F  
gMkSl8[  
SEM扫描电镜/EDX能量弥散X光仪 Hr!$mf)h  
(材料结构分析/缺陷观察,元素组成常规微区分析,精确测量元器件尺寸) d&f!\n_~  
扫描电镜(SEM) "Ehh9 m1&  
服务介绍:SEM/EDX(形貌观测、成分分析)扫描电镜(SEM)可直接利用样品表面材料的物质性能进行微观成像。EDX是借助于分析试样发出的元素特征X射线波长和强度实现的,根据不同元素特征X射线波长的不同来测定试样所含的元素。通过对比不同元素谱线的强度可以测定试样中元素的含量。通常EDX结合电子显微镜(SEM)使用,可以对样品进行微区成分分析。 ?d{O' &|:  
nLv~)IQ}:  
服务范围:军工,航天,半导体,先进材料等 pLV %g#h  
DQ c\[Gq&  
服务内容:1.材料表面形貌分析,微区形貌观察   a) P r&9I  
          2.材料形状、大小、表面、断面、粒径分布分析 oGl<i  
          3.薄膜样品表面形貌观察、薄膜粗糙度及膜厚分析 P4eH:0=#  
          4.纳米尺寸量测及标示 d"Wuu1tEY  
          5.微区成分定性及定量分析 O|^J;fS:  
i ?uX'apk  
EMMI微光显微镜 ADVANCED P-100 Oe :S1f  
常用漏电流路径分析手段,寻找发热点, Y%- !%|  
微光显微镜(Emission Microscope, EMMI) P B5h5eX  
服务介绍:对于故障分析而言,微光显微镜(Emission Microscope, EMMI)是一种相当有用且效率极高的分析工具。主要侦测IC内部所放出光子。在IC元件中,EHP(Electron Hole Pairs)Recombination会放出光子(Photon)。如在P-N结加偏压,此时N阱的电子很容易扩散到P阱,而P的空穴也容易扩散至N,然后与P端的空穴(或N端的电子)做EHP Recombination。 UX<-jY#'V  
*p#@W-:9E  
服务范围:故障点定位、寻找近红外波段发光点 k)X\z@I'  
服务内容:1.P-N接面漏电;P-N接面崩溃 >7~*j4g  
          2.饱和区晶体管的热电子 y;<suGl  
          3.氧化层漏电流产生的光子激发 -/0\_zq7  
          4.Latch up、Gate Oxide Defect、Junction Leakage、Hot Carriers Effect、ESD等问题 M*Ej*#  
m.! M#x2!  
Probe Station 探针台测试 advanced pw-800 1sonDBd0@;  
服务介绍:探针台主要应用于半导体行业、光电行业。针对集成电路以及封装的测试。 广泛应用于复杂、高速器件的精密电气测量的研发,旨在确保质量及可靠性,并缩减研发时间和器件制造工艺的成本。 h{$k%YJ?  
X  u HR  
服务范围:8寸以内Wafer,IC测试,IC设计等 wAX;)PLg  
!cM<&3/  
FIB 线路修改,FEI Scios 2 DualBeam dC-~=}HR^  
切线连线,切点观测,TEM制样,精密厚度测量等 [{)Z^  
聚焦离子束,Focused Ion beam M6^ \LtFt  
服务介绍:FIB(聚焦离子束,Focused Ion beam)是将液态金属离子源产生的离子束经过离子枪加速,聚焦后照射于样品表面产生二次电子信号取得电子像,此功能与SEM(扫描电子显微镜)相似,或用强电流离子束对表面原子进行剥离,以完成微、纳米级表面形貌加工。 ]FIIs58IM  
服务范围:工业和理论材料研究,半导体,数据存储,自然资源等领域 1EC;t1.7  
服务内容:1.芯片电路修改和布局验证               A*81}P_  
          2.Cross-Section截面分析                 o^* :  
          3.Probing Pad                                 ' ]+!i a  
      4.定点切割     CV\y60n  
  ESD/Latch-up静电放电/闩锁效用测试(有些客户是在芯片流入客户端之前就进行这两项可靠度测试,有些客户是失效发生后才想到要筛取良片送验)这些已经提到了多数常用手段。失效分析前还有一些必要的样品处理过程。 bj6Yz,g F  
取die 用酸法去掉塑封体,漏出die jWi~Q o+  
decap(开封,开帽)advanced pst-2000 [[6" qq  
芯片开封机DECAP主要用于芯片开封验证SAM,XRAY的结果。 U=69q]  
服务介绍:Decap即开封,也称开盖,开帽,指给完整封装的IC做局部腐蚀,使得IC可以暴露出来,同时保持芯片功能的完整无损,保持 die,bond pads,bond wires乃至lead-frame不受损伤,为下一步芯片失效分析实验做准备,方便观察或做其他测试(如FIB,EMMI), Decap后功能正常。 : D-D+x  
rBi<Yy$z  
服务范围:芯片开封,环氧树脂去除,IGBT硅胶去除,样品剪薄 ^H1m8=  
服务内容:1.IC开封(正面/背面) QFP, QFN, SOT,TO, DIP,BGA,COB等 )z18:C3  
          2.样品减薄(陶瓷,金属除外) XBkaum4j  
          3.激光打标 KF1iYo>p  
$;Iz7:#jN  
化学开封Acid Decap c ^.^5@  
服务介绍:Acid Decap,又叫化学开封,是用化学的方法,即浓硫酸及发烟硝酸将塑封料去除的设备。通过用酸腐蚀芯片表面覆盖的塑料能够暴露出任何一种塑料IC封装内的芯片。去除塑料的过程又快又安全,并且产生干净无腐蚀的芯片表面。 XM w6b*O  
服务范围:常规塑封器件的开帽分析包括铜线开封 h$6'9rL&i  
服务内容:1.芯片开封(正面/背面)   .35~+aqC  
2. IC蚀刻,塑封体去除 ~ho,bwJM[T  
    切割制样: {Bk` Zlki  
服务介绍:可以预置程序定位切割不同尺寸的各种材料,可以高速自动切割材料,提高样品生产量。其微处理系统可以根据材料的材质、厚度等调整步进电动机的切割距离、力度、样品输入比率和自动进刀比率。服务范围:各种材料,各种厚度式样切割 lX"m |W  
oq!\100  
服务内容:1.通过样品冷埋注塑获得样品的标准切面   jl(D;JnF  
          2.小型样品的精密切割 h-;> v.  
研磨RIE ^L)3O|6c  
服务介绍:RIE是干蚀刻的一种,这种蚀刻的原理是,当在平板电极之间施加10~100MHZ的高频电压(RF,radio frequency)时会产生数百微米厚的离子层(ion sheath),在其中放入试样,离子高速撞击试样而完成化学反应蚀刻,此即为RIE(Reactive Ion Etching)。 x>TIx[ x  
   3HYdb|y  
服务范围:半导体,材料化学等       'q |"+;  
                                                                               R%\3[  
服务内容:1.用于对使用氟基化学的材料进行各向同性和各向异性蚀刻,其中包括碳、环氧树脂、石墨、铟、钼、氮氧化物、光阻剂、聚酰亚胺、石英、硅、氧化物、氮化物、钽、氮化钽、氮化钛、钨钛以及钨器件表面图形的刻蚀 &oB*gGRw=7  
自动研磨机 U]vUa^nG  
服务介绍:适用于高精微(光镜,SEM,TEM,AFM,ETC)样品的半自动准备加工研磨抛光,模块化制备研磨,平行抛光,精确角抛光,定址抛光或几种方式结合抛光。 ?QJx!'Y,p  
jdu6P+_8n  
服务范围:主要应用于半导体元器件失效分析,IC反向 Y<VX.S2kf  
1v.#ndk  
服务内容:1.断面精细研磨及抛光   eZ]r"_?  
          2.芯片工艺分析 %M'`K  
          3.失效点的查找               zNrn|(Y%Y  
服务介绍:可以预置程序定位切割不同尺寸的各种材料,可以高速自动切割材料,提高样品生产量。其微处理系统可以根据材料的材质、厚度等调整步进电动机的切割距离、力度、样品输入比率和自动进刀比率。 XE<5(  
?&eS}skL  
服务范围:各种材料,各种厚度式样切割 JU^Y27  
lqL5V"2Y  
服务内容:1.通过样品冷埋注塑获得样品的标准切面   JkT!X  
          2.小型样品的精密切割 B F gxa#De  
f&^}yqmuE  
去金球 De-gold bump,去层,染色等,有些也需要相应的仪器机台,SEM可以查看die表面,SAM以及X-Ray观察封装内部情况以及分层失效。 Qu=b-9  
除了常用手段之外还有其他一些失效分析手段,原子力显微镜AFM ,二次离子质谱 SIMS,飞行时间质谱TOF - SIMS ,透射电镜TEM , 场发射电镜,场发射扫描俄歇探针, X 光电子能谱XPS ,L-I-V测试系统,能量损失 X 光微区分析系统等很多手段,不过这些项目不是很常用。 +[uh);vD`G  
@Q2E1Uu%  
芯片失效分析步骤: 36+/MvIT  
    1、非破坏性分析:主要是超声波扫描显微镜(C-SAM)--看有没delamination,xray--看内部结构,等等; EHn!ZrQgh  
2 、电测:主要工具,万用表,示波器,sony tek370a ^ [m-PS(  
    3 、破坏性分析:机械decap,化学 decap芯片开封机 G`0{31us  
半导体器件芯片失效分析 芯片內部分析,孔洞气泡失效分析
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