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本帖最后由 Heaven_1 于 2023-6-16 16:09 编辑 6 N$ q/ ?7 F/ k6 u- x0 a
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失效分析从何入手？
1 ?$ t# h7 b @8 T% y( w北软芯片失效分析实验室- M6 h0 Q; a: O) w
失效分析是为了查找失效原因，因为分析的某些步骤是破坏性的，不能重现，所以失效分析必须有计划有步骤地进行。为了防止在失效分析过程中把真正的失效因素或迹象遗漏掉，或引入新的失效因素，失效分析不仅需要十分小心地操作，而且还必须周密而科学地计划与安排，使每一步都能取得必要的信息。
% n5 ?1 t* F5 b T6 b9 U失效分析程序的基本原则
8 a' }1 S- j; o0 ~' z先调查、了解与失效有关的情况（器件类型、应用时应力条件、失效现象等），后分析失效器件。5 E: N7 a. T) i) T$ ]
先做外部分析，后做内部（解剖）分析。
6 L* _+ ]# f1 a- o% b; G) N先做非破坏性分析，后做破坏性分析。9 Y* d% j8 R1 W9 n4 S* q# z3 o
一、开封前4 I9 l e, B, e: T5 c$ T; Q9 u
1. 对失效器件本身（线路、结构、版图、工艺、性能、材料等）应作全面了解。
' R3 R; E4 Z' }4 v2. 失效情况的调查
6 L* N$ i" e! s$ }# D" l# E3 Q失效器件类型、外壳、封装类型、生产厂、生产日期和批号；: H( C# I" g1 r, l- @, P5 a
使用单位，使用器件的设备名称、台号、失效部位，累计运行时间，器件在设备中的功能；# V/ D- W0 E _; [- }
失效时的环境（调试、运行、高温、振动、冲击、验收成现场使用），失效时间，失效现象（开路、短路、无功能、参数变化、判别标准等），失效判断人。
2 K. O. @ b/ w" z2 u3. 复测电特性，验证失效情况。所得结果是否与所报告的失效情况相符；不符时要考虑是否器件特性改变；是时好时坏的问题，还是原来数据有误；
3 ~3 @2 h$ N5 v3 |' W* G% l* T4. 初步电测试。又分功能测试和非功能测试，前者对全部电参数进行测试，后者为脚与脚之间的测试。并与同类正常器件比较由差别估计失效的部位与原因。
! E% c9 n3 x" Q% H& M5. 外观镜检。目检或在至少放大30倍的显微镜下进行。内容包括外引线、电镀层、锡焊等，有无机械损伤，腐蚀，标记完整性如何等。对任何异常情况，应进行拍照记录。
1 e$ Q7 V) V4 s# _5 f) S; J6. 对管壳进行密封性检查，是否存在漏气。6 Y0 L- b) z' v
7. 必要时进行X射线照相，以检查器件结构是否正常，有无多余物存在，也可进行管壳内水汽含量分析，判别失效是否与水汽有关。
' ?5 M: d4 R+ ~$ v" X h8. 失效模式的分类与统计。
q( {8 J2 ^) `) g8 Y9 U M二、开封后
9 \* J; H* C+ j& T4 G) C1. 内部镜检：
; @# }6 R" a4 Z4 g6 o' ^2 O楔形键合第一点尾部的开裂# z% N0 ]& ^9 [: {2 |1 h# D/ C
用立体显微镜或高倍显微镜检查芯片，确认内部材料、设计、结构、工艺上是否有误用、缺陷、或异常情况，是否有烧毁、腐蚀迹象，键合丝的形状、尺寸、位置是否正确，芯片有无裂纹、外来异物，颜色是否正常，铝条是否有电迁移、发黑、长毛、出现象紫斑等现象。特别要观察失效部位的形状、尺寸、大小、颜色、结构等。必要时要进行拍照记录。8 ?1 S5 D: R2 i2 W/ j% ?
2. 电学测试：
( h& z c7 f6 E( M与开封前测试结果加以比较，是否有改变，管壳内是否有水汽的影响。进一步可将表面氧化层、铝条去掉，用机械探针扎在有关节点上进行静态（动态）测试、判断被隔离部分是否性能正常，分析失效原因。" T: q- h6 j- Q. L
各涂层或薄膜可用不同方法去除2 m% b; f- h |5 V3 \7 w T
芯片表面涂层可用化学法腐蚀去除。 ( D! r7 C+ j; x5 z" ?9 R! B
钝化层可用氟等离子体刻蚀，对SiO2及PSG层也可用稀氢氟酸（加少量氟化铵）腐蚀；Si3N4用氟化铵:醋酸:去离子水＝1:1:1（体积）混合液腐蚀；聚酰亚铵用发烟硝酸腐蚀；对多晶硅用1mlHF十26ml HNO3十33m1CH2COOH混合液腐蚀。$ t, f. M" _2 j7 `3 @: g: S4 V* O
铝层用激光束切断，或用稀硫酸(或盐酸)溶去。
2 C0 `! Z% O& W) d# w/ X3. 断面观察' W) l5 S3 Q5 D- ^+ H l: I
Al-Au 金属间化合物形貌: o% i& m Q9 [8 g, P' q
对失效可疑部位如PN结、芯片断面、管壳封接处等，可取下相关部分浇入石腊或塑料中，制成磨片。对磨片经过研磨、抛光、腐蚀及染色等步骤，将观察目标暴露出来，在显微镜下观察、拍照。
$ B, n. R( S& ?) D& I- \. x4. 必要时进行微区表面分析。2 a; Z% N5 E w" b, n9 }8 C! z
三、军标GJB-548A' H9 Z- M( b5 z1 _
我国军标GJB-548A中方法5003中具体规定了失效分析程序，可以参考。) W2 L3 X1 }$ \: K' Q" o
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“来自电巢APP”
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发表于 2023-6-16 10:37
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