| 探针台 |
2020-09-22 15:30 |
芯片失效分析方法步骤
芯片失效分析检测方法汇总 Q^_/ By@
失效分析 赵工 o>lms t%<
C-SAM（超声波扫描显微镜)，无损检测:sonix \%A%s*1
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. l{WjDed
X－Ray无损检测:德国依科视朗 KEr\nKT1
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。 Sp Sn oVI
t+TYb#Tc
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 my.`k'
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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 >G"X J<IO
2.观测器件内部芯片大小、数量、叠die、绑线情况 *cv}*D
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 *nTU# U
显微镜分析OM 无损检测:蔡司 GdmmrfXB
金相显微镜OM k(s;,B\
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。 k#JQxLy#
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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 sz95i|@/
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 8;\sU?
服务内容：1.样品外观、形貌检测 n(;:*<Rh
2.制备样片的金相显微分析 Ob<W/-%5tH
3.各种缺陷的查找 bE\, }DTy
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体视显微镜OM 无损检测:蔡司 u5E]t9~Pq
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 S"2qJ!.u
大倍率在200倍以下。 g /+oZU
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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 ]<w:V` (
辅助鉴别及各种物质表面观察 Qvoqx>2p5
L/r@ S'
服务内容：1.样品外观、形貌检测 m}Y 0xV9
2.制备样片的观察分析 y=sGe!^
3.封装开帽后的检查分析 u\e\'\
4.晶体管点焊、检查 b= P VIZ
I/V Curve advanced smart-1 o|8`>!hF
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。 g@ v
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x5si70BKC/
服务范围：封装测试厂，SMT领域等 CnF |LT i
服务内容：1.Open/Short Test JhK/']R
2.I/V Curve Analysis 6j9)/ H P
3.Idd Measuring V M=+afY5M
4.Powered Leakage（漏电）Test 2 h |e
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SEM扫描电镜/EDX能量弥散X光仪 %b!-~
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（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） 9}tG\0tL *
扫描电镜（SEM） P&A|PY, P
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。 L\aB c}
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服务范围：军工，航天，半导体，先进材料等 JiS5um=(.
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服务内容：1.材料表面形貌分析，微区形貌观察 ra7uU*
2.材料形状、大小、表面、断面、粒径分布分析 >v5k{Cbp0
3.薄膜样品表面形貌观察、薄膜粗糙度及膜厚分析 o >D
4.纳米尺寸量测及标示 %:C ]7gQ
5.微区成分定性及定量分析
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EMMI微光显微镜 ADVANCED P-100 O9h+Q\0\ W
常用漏电流路径分析手段,寻找发热点， )9nE lb2
微光显微镜（Emission Microscope, EMMI） 5_o$<\I\
服务介绍：对于故障分析而言，微光显微镜（Emission Microscope, EMMI）是一种相当有用且效率极高的分析工具。主要侦测IC内部所放出光子。在IC元件中，EHP（Electron Hole Pairs）Recombination会放出光子（Photon）。如在P-N结加偏压，此时N阱的电子很容易扩散到P阱，而P的空穴也容易扩散至N，然后与P端的空穴（或N端的电子）做EHP Recombination。 U yqXMbw@
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服务范围：故障点定位、寻找近红外波段发光点 8cg`7(a
服务内容：1.P-N接面漏电；P-N接面崩溃 Vy)hDa[&
2.饱和区晶体管的热电子 ;e8V
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3.氧化层漏电流产生的光子激发 F
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4.Latch up、Gate Oxide Defect、Junction Leakage、Hot Carriers Effect、ESD等问题 !>^JSHR4t
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Probe Station 探针台测试 advanced pw-800 gQWd&)'muf
服务介绍：探针台主要应用于半导体行业、光电行业。针对集成电路以及封装的测试。 广泛应用于复杂、高速器件的精密电气测量的研发，旨在确保质量及可靠性，并缩减研发时间和器件制造工艺的成本。 q }C+tn"\
vR 7HF*8
服务范围：8寸以内Wafer，IC测试，IC设计等 % g"eV4 j
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FIB 线路修改，FEI Scios 2 DualBeam v6a]1B
切线连线，切点观测，TEM制样，精密厚度测量等 j8 ,n7!G
聚焦离子束，Focused Ion beam D$e B ,~
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。 <&!]K?Q9i
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 |01? w |
服务内容：1.芯片电路修改和布局验证 /FY 2vDfU6
2.Cross-Section截面分析 5 MxL*DB=b
3.Probing Pad !cEG}(|h
4.定点切割 cd@.zg'sYn
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。 mXWTm%'[
取die 用酸法去掉塑封体，漏出die Tp%(I"H'_;
decap（开封，开帽）advanced pst-2000 vFmJ;J
芯片开封机DECAP主要用于芯片开封验证SAM，XRAY的结果。 l0 ] d
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。 MFit|C
0(>rG{u
服务范围：芯片开封，环氧树脂去除，IGBT硅胶去除，样品剪薄 6iezLG 5
服务内容：1.IC开封（正面/背面） QFP， QFN， SOT，TO， DIP，BGA，COB等 Bn wzcl
2.样品减薄（陶瓷，金属除外） 25{ uz
3.激光打标 | ?m` xO
0au)g!ti
化学开封Acid Decap P.WYTst=
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。 v@
C,RP9
服务范围：常规塑封器件的开帽分析包括铜线开封 FpV`# 6i7
服务内容：1.芯片开封（正面/背面） zi] %Zp
2. IC蚀刻，塑封体去除 m 40m<@
切割制样： `i!wq&1g7
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 B~WtZ-%%E
J@"utY6N
服务内容：1.通过样品冷埋注塑获得样品的标准切面 #~ v4caNx
2.小型样品的精密切割 >O`l8tM
研磨RIE \y
Hen|%
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）。 ^y.UbI
8}p8r|d!ls
服务范围：半导体，材料化学等 K\! #4>yd
my\&h CE
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 n[+'OU[
自动研磨机 q ojXrSb"y
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。 JMV50 y
,32xcj}j)r
服务范围：主要应用于半导体元器件失效分析，IC反向 )6oGF>o>
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服务内容：1.断面精细研磨及抛光 vn').\,P2O
2.芯片工艺分析 $Rtgr{ {;"
3.失效点的查找 8^ep/ b&|
服务介绍：可以预置程序定位切割不同尺寸的各种材料，可以高速自动切割材料，提高样品生产量。其微处理系统可以根据材料的材质、厚度等调整步进电动机的切割距离、力度、样品输入比率和自动进刀比率。 V-W'RunnW
j.?:Gaab?#
服务范围：各种材料，各种厚度式样切割 c=p=-j=.J
>wON\N0V_
服务内容：1.通过样品冷埋注塑获得样品的标准切面 | w &~g9
2.小型样品的精密切割 mX# "+X|
BR_TykP
去金球 De-gold bump,去层,染色等，有些也需要相应的仪器机台，SEM可以查看die表面，SAM以及X－Ray观察封装内部情况以及分层失效。 qk{'!Ii
除了常用手段之外还有其他一些失效分析手段，原子力显微镜AFM ,二次离子质谱 SIMS,飞行时间质谱TOF － SIMS ,透射电镜TEM , 场发射电镜,场发射扫描俄歇探针, X 光电子能谱XPS ,L-I-V测试系统，能量损失 X 光微区分析系统等很多手段，不过这些项目不是很常用。 S \C*iGeqJ
eQN .sl5
芯片失效分析步骤: \ {|ImCH
1、非破坏性分析：主要是超声波扫描显微镜（C-SAM）--看有没delamination，xray--看内部结构，等等； 7!V @/S}7
2 、电测：主要工具，万用表，示波器，sony tek370a #*$p-I=
3 、破坏性分析：机械decap，化学 decap芯片开封机 @s* ,xH E
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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