应用总结电子元器件失效分析_第1页
应用总结电子元器件失效分析_第2页
应用总结电子元器件失效分析_第3页
应用总结电子元器件失效分析_第4页
应用总结电子元器件失效分析_第5页
已阅读5页,还剩45页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

一、失效分析的意义

在电子元器件的研制阶段、失效分析可纠正设计和研制中的错误,缩短研制周期;在电子元器件的生产、测试和使用阶段,失效分析可找出电子元器件的失效原因和引起失效的责任方。

根据失效分析结果,元器件生产厂改进元器件的设计和生产工艺,元器件适用方改进电路板设计,改进元器件或整机的测试、试验条件及程序,甚至以此为根据更换不合格的元器件供货商。

因此失效分析对加快电子元器件的研制速度,提高元器件和整机的成品率和可靠性有重要意义。

电子元器件失效分析的意义本文档共50页;当前第1页;编辑于星期三\6点37分

二、失效分析的主要内容-思路

2.1、明确分析对象

明确分析对象及失效发生的背景。在对委托方提交的失效样品进行具体的失效分析操作之前,失效分析人员应该和委托方进行沟通,了解失效发生时的状况,确定在设计、生产、检测、储存、传送或使用哪个阶段发生的失效,如有可能要求委托方详细描述失效发生时的现象以及失效发生前后的操作过程。

2.2、确定失效模式

失效的表面现象或失效的表现形式就是失效模式。失效模式的确定通常采用两种方法,即电学测试和显微镜观察。

立体显微镜观察失效样品的外观标志是否完整,是否存在机械损伤,是否有腐蚀痕迹等;

金相显微镜和扫描电子显微镜等设备观察失效部位的形状、大小、位置、颜色,机械和物理特性等,准确的扫描失效特征模式。

电学测试判断其电参数是否与原始数据相符,分析失效现象可能与失效样品中的哪一部分有关。

失效分析的主要内容本文档共50页;当前第2页;编辑于星期三\6点37分

2.3、判断失效原因

失效可能由一系列的原因造成,如设计缺陷、材料质量问题、制造过程问题、运输或储藏条件不当、在操作时的过载等,而大多数的失效包括一系列串行发生的事件。

2.4、研究失效机理

在确定失效机理时,需要选用有关的分析、试验和观测设备对失效样品进行仔细分析,验证失效原因的判断是否属实,并且能把整个失效的顺序与原始的症状对照起来,有时需要用合格的同种元器件进行类似的破坏性试验,观察是否产生相似的失效现象,通过反复验证(模拟实验),确定真实的失效原因,以电子元器件失效机理的相关理论为指导,对失效模式、失效原因进行理论推理,并结合材料性质、有关设计和工艺的理论及经验,提出在可能的失效条件下导致该失效模式产生的内在原因或具体物理化学过程,如有可能,更应以分子、原子学观点加以阐明或解释。

失效分析的主要内容本文档共50页;当前第3页;编辑于星期三\6点37分

2.5、提出预防措施及设计改进方法

根据分析判断、提出消除产生失效的办法和建议,及时地反馈到设计、工艺、使用单位等各个方面,以便控制乃至完全消除失效的主要失效模式的出现。

这需要失效工程师与可靠性、工艺、设计和测试工程师一起协作,发挥团队力量,根据失效分析结果,提出防止产生失效的设想和建议,包括材料、工艺、电路设计、结构设计、筛选方法和条件、使用方法和条件、质量控制和管理等方面。

失效分析的主要内容本文档共50页;当前第4页;编辑于星期三\6点37分三、失效模式与失效机理

失效模式与失效机理的对应关系

失效模式与失效机理失效模式主要失效机理开路EOS、ESD、电迁移(EM)、应力迁移(SM)、腐蚀、键合点脱落、紫斑、机械应力、热变应力短路(漏电)pn结缺陷、pn结穿钉、EOS、介质击穿(TDDB效应、针孔缺陷)、水汽、金属迁移、界面态、离子导电参漂氧化层电荷、钠离子玷污、表面离子、芯片裂纹、过载流子(HC)、辐射损伤功能失效EOS、ESD、Latch-Up本文档共50页;当前第5页;编辑于星期三\6点37分

各相关失效机理的概念和定义简述如下:

3.1、过电应力EOS——指元器件承受的电流、电压应力或功率超过其允许的最大范围。

过电应力的来源:

(1)电浪涌损伤瞬间瞬时功率很大

电浪涌来源有

失效模式与失效机理本文档共50页;当前第6页;编辑于星期三\6点37分

(2)操作失误造成的电损伤

2-1双列直插式封装的集成电路当测试时不慎反插,往往就会造成电源和地两端插反,其结果是集成电路电源与地之间存在的PN结隔离二极管就会处于正偏(正常情况是反偏),出现近100毫安的正向电流,这种电过应力损伤随着通电时间的增长而更加严重。这种损伤如果不太严重,虽然电路功能正常,只表现出静态功耗增大,但这种受过损伤的电路,可靠性已严重下降,如果上机使用,就会给机器造成隐患。

2-2T0-5型金属管壳封装的集成电路,电测试时容易出现管脚插错或管脚间相碰短路。这种意外情况有时也会导致集成电路内部某些元器件的电损伤。

2-3电路调试时,不慎出现“试笔头”桥接短路管脚,这种短接有时会造成电损伤。

2-4在电子设备中设置的“检测点”,如果位置设置不当又无保护电路时,维修时就可能将不正常的电压引入该端而损伤器件。

失效模式与失效机理本文档共50页;当前第7页;编辑于星期三\6点37分(3)多余金属物引起短路

管脚浸锡时在管脚根部残留的焊锡碴或者是印制板上留下的多余锡碴、导线头、细金属丝、金属屑等可动多余物,容易引起集成电路输出对电源或对地短路,这种短路引起的过大电流会损伤集成电路。

失效模式与失效机理本文档共50页;当前第8页;编辑于星期三\6点37分

(4)电烙铁或仪器设备漏电引起的电损伤

集成电路或晶体管的引出端与漏电的电烙铁、仪器或设备机壳相碰,或者在仪器设备上更换元器件以及修补焊点等,都会带来电损伤。最容易被损伤的集成电路有:带有MOS电容的集成电路、MOS电路、微波集成电路、STTL和LSTTL电路、单稳电路和振荡器、A/D和D/A电路、高精度运算放大器、LSI和VLSI电路。其中单稳电路和振荡器在调试时发生的这种电损伤很不容易发现,因为损伤的表现形式往往是表现为单稳电路的脉冲宽度发生漂移;振荡器的振荡频率发生漂移,调试人员往往把这种现象错误地认为是没有将电路调试好。

当更改定时元件R.C后,参数可以恢复正常,但这种“恢复正常”的电路,工作一段时间后又会出现上述的参数漂移现象。

失效模式与失效机理本文档共50页;当前第9页;编辑于星期三\6点37分

(5)CMOS电路发生可控硅效应(闩锁效应)

CMOS电路的静态功耗极小,但可控硅效应被触发后功耗会变得很大(50~200毫安),并导致电路发生烧毁失效。CMOS电路的硅芯片内部,在VDD与VSS之间有大量寄生可控硅存在,并且所有输出端和输入端都是它的触发端,在正常条件下工作,由于输入和输出电压满足下式要求:VDD>Vout>VssVDD>Vin>Vss。

所以正常工作条件下CMOS电路不会发生可控硅效应。但在某些特殊情况下,上述条件就会不满足,凡是出现以下情况之一,可控硅效应(闩锁)就可能发生,发生闩锁的CMOS电路如果无限流保护就会被烧毁。

失效模式与失效机理本文档共50页;当前第10页;编辑于星期三\6点37分

(6)CMOS电路振荡引起功率过荷

6-1当CMOS电路的任何一个输入端发生浮空时,CMOS电路都会发生自激振荡。

6-2CMOS电路输入缓慢变化的脉冲时容易引起振荡。输入缓慢变化的脉冲使输入端处于VDD/2的时间增长,导致输出端出现不稳定的时间增长,容易诱发CMOS电路发生振荡。振荡后电路功耗增大(高达200mA),发生电过应力损伤。

6-3防止振荡的方法有:

a.在任何意外情况下都不允许CMOS电路的任何一个输入端出现浮空状态;

b.输入脉冲的上升和下降时间应有要求:普通CMOS电路的上升时间应小于10μs,而计数器和移位寄器电路,5V时应小于5μs,10V时应小于1μs,15V时应小于200ns;

c.利用施密特触发器进行整形。

失效模式与失效机理本文档共50页;当前第11页;编辑于星期三\6点37分3.2、静电放电ESD——处于不同静电电位的两个物体间的静电电荷的转移就是静电放电。这种静电电荷的转移方式有多种,如接触放电、空气放电。静电放电一般指静电的快速转移或泄放。

失效模式与失效机理本文档共50页;当前第12页;编辑于星期三\6点37分电子元器件由静电放电引发的失效可分为:突发性失效和潜在性失效两种模式。

突发性失效:是指元器件受到ESD损伤后,突然完全丧失其规定的功能,主要表现为开路,短路或参数严重漂移。

潜在性失效:是指静电放电能量较低,仅在元器件内部造成轻微损伤,上电后器件电参数仍能合格或略有变化,但器件的抗过电的能力已经明显削弱,再受到工作应力后将进一步退化,使用寿命将明显缩短。失效模式与失效机理本文档共50页;当前第13页;编辑于星期三\6点37分ESD失效的不同机理过电压场致失效:发生于MOS器件,包括含有MOS电容或钽电容的双极性电路和混合电路;

过电流热致失效:多发生于双极器件,包括输入用pn结二极管保护电路的MOS电路,肖特基二极管以及含有双极器件的混合器件

实际发生哪种失效,取决于静电放电回路的绝缘程度!如果放电回路阻抗较低,绝缘性差,器件往往会因放电期间的强电流脉冲导致高温损伤,这属于过电流损伤;相反,因阻抗高,绝缘性好,器件接受高电荷而产生高压,导致强电场损伤,属于过压损伤。失效模式与失效机理本文档共50页;当前第14页;编辑于星期三\6点37分ESD损伤图片失效模式与失效机理本文档共50页;当前第15页;编辑于星期三\6点37分失效模式与失效机理本文档共50页;当前第16页;编辑于星期三\6点37分失效模式与失效机理本文档共50页;当前第17页;编辑于星期三\6点37分

3.3、辐射损伤——在自然和人造辐射环境中,各种带电或不带电的高能粒子(如质子、电子、中子)以及各种高能射线(如Х射线、γ射线等)对集成电路造成的损伤。

3.4、氧化层电荷——集成电路中存在的与氧化层有关的电荷,包括固定氧化层电荷、可动电荷、界面陷阱电荷和氧化层陷阱电荷。

3.5、热载流子HC——指其能量比费米能级大几个kT以上的载流子,这些载流子与晶格不处于热平衡状态,当其能量达到或超过Si-SiO2界面势垒时便会注入到氧化层中,产生界面态,氧化层陷阱或被陷阱所俘获,使氧化层电荷增加或波动不稳,这就是热载流子效应。

3.6、栅氧击穿——在MOS器件及其集成电路中,栅极下面存在一薄层SiO2,此即通称的栅氧(化层)栅氧的漏电与栅氧质量关系极大,漏电增加到一定程度即构成击穿,导致器件失效。

失效模式与失效机理本文档共50页;当前第18页;编辑于星期三\6点37分

3.7、与时间有关的介质击穿(TDDB)——指施加的电场低于栅氧的本征击穿场强,并未引起本征击穿,但经历一定时间后仍发生击穿的现象,这是由于施加应力过程中,氧化层内产生并集聚了缺陷(陷阱)的原因。

3.8、电迁移(EM)——当器件工作时,金属互连线的铝条内有一定电流通过,金属离子会沿导体产生质量的运输,其结果会使导体的某些部位出现空洞或晶须(小丘),这即电迁移现象。

3.9、应力迁移(SM)——铝条经过温度循环或高温处理,由于应力的作用也会发生铝条开路断裂的失效。这时空洞多发生在晶粒边界处,这种现象叫应力迁移,以与通电后铝条产生电迁移的失效区别。铝条愈细,应力迁移失效愈严重。

失效模式与失效机理本文档共50页;当前第19页;编辑于星期三\6点37分

3.10、键合失效——一般是指金丝和铝条互连之间的键合失效。由于金-铝之间的化学势的不同,经长期使用或200℃以上高温储存后,会产生多种金属间化合物,如紫斑、白斑等。结果使铝层变薄,粘附性下降,造成半断线状态,接触电阻增加,最后导致开路失效。在300℃高温下还会产生空洞,即柯肯德尔效应,这种效应是在高温下金向铝中迅速扩散并形成化合物,在键合点四周出现环形空洞,使铝膜部分或全部脱离,形成高阻或开路。

3.11、PN结穿钉——一般指在长期电应力或突发的强电流的作用下,在PN结处于局部铝-硅熔融生成合金钉,穿透PN结,造成PN结短路的现象。

3.12、腐蚀失效——许多集成电路是用树脂包封的,然而水汽可以穿过树脂体和引脚-树脂界面达到铝互连处,由水汽带入的外部杂质或从树脂中溶解的杂质与金属铝作用,使铝互连线发生化学腐蚀或电化学腐蚀。

失效模式与失效机理本文档共50页;当前第20页;编辑于星期三\6点37分

四、失效分析程序

失效分析的原则是先进行非破坏性分析,后进行破坏性分析;先外部分析,后内部(解剖分析);先调查了解与失效有关的情况(线路、应力条件、失效现象等),后分析失效元器件。失效分析通用流程图如下:

失效分析程序本文档共50页;当前第21页;编辑于星期三\6点37分

4.1、失效环境调查

围绕失效必须详细了解如下信息:

(1)批次认可。产品数据、存货量和储存条件。

(2)发现失效的地点和时间。工艺过程、外场使用情况及失效日期。

(3)产品记录。产品在制造和装配工艺过程中的工艺条件、交货日期、条件和可接受的检查结果,装配条件和相同失效发生的有关记录等。

(4)工作条件。电路条件、热/机械应力、噪声环境(室内/室外、温度、湿度、大气压),失效发生前的操作。

(5)失效详情。失效类型(特性退化、完全失效或间歇性失效),失效比例和批次情况等,失效现象(无功能、参数变坏、开短路)。

失效分析程序本文档共50页;当前第22页;编辑于星期三\6点37分

4.2、失效样品保护

对于由于机械损伤和环境腐蚀引起的失效结果,必须对元器件进行拍照保存其原始形貌。为了避免进一步失效,样品在传递和存放过程中必须特别小心以保证避免环境(温度、湿度)应力、电和机械对应力元器件的进一步损伤,在传递一些小的元器件时必要的装载必须保证。

4.3、失效分析方案设计

严格按顺序有目的的选择试验项目避免盲目性

避免失误甚至丢失与失效有关痕迹节省时间

快速准确的得到失效原因的证据准确判断失效机理

失效分析程序本文档共50页;当前第23页;编辑于星期三\6点37分

4.4、外观检查

下列项目必须在目检中检查:

(1)灰尘——金属、金属氧化物、灰尘

(2)玷污——水迹、油迹、焊料痕迹或溅射的其他液体

(3)管脚变色——通常管脚结构的设计能够提高可焊性和防腐蚀,管脚表面的变色通常表明基体材料被热氧化、硫化和有缺陷,预处理不完全或存在明显的缺陷。

(4)由压力引起的引线断裂——以铜基为主的合金在外界压力或内部剩余压力的作用下,并处于氨、胺类、潮湿气体或高温环境中时,就会发生压力侵蚀现象。扫描电子显微镜观察断层的外形及边界特征的分析

(5)机械引线损坏——机械引线损坏的模式取决于引线的外形、负载及

所处的环境。主要的裂缝类型有:疲劳裂缝、振动裂缝、蠕变裂缝和其他裂缝。

(6)封装裂缝——引起湿气进入元器件里面。渗入燃料法

(7)金属化迁移——高温及高湿度条件下施加电场,则绝缘材料中或其表面的金属离子将从阳极迁移到负极并在该处堆积,最终会导致两极间的短路。扫描电子显微镜观察。

(8)晶须——软金属,如锡的镀层表面上会偶尔会形成针状单晶结构,会引起引线间的短路。

失效分析程序本文档共50页;当前第24页;编辑于星期三\6点37分

4.5、电测

(1)电特性测试——采用专用于评价设计的测试方案来详细地评价样品的电特性,测试的结果可用来确定失效模式,提高从失效环境中得到的失效机理估计的详细度和精确度,该测试有利于选择正确的分析方案。

(2)直流特性测试——通过波形记录仪,微微安培计和示波器等来评测样品的直流特性。大规模集成电路中,寄生二极管的存在使电流的漂移跟不上等效电路的变化,因此,测试时需参考无缺陷元器件来进行。

(3)失效模式测试——样品经过电特性测试和直流特性测试两个步骤后

如检测不到缺陷,就需要进行使用条件的失效模式测试。

失效分析程序本文档共50页;当前第25页;编辑于星期三\6点37分

4.6、应力试验分析

元器件的失效通常与应力有关,应力包括温度、电压、电流、功率、湿度、机械振动、冲击、恒定加速度、热冲击和温度循环等。通过应力试验可以评估产品的失效应力分布,确定产品发生失效的应力范围,揭示产品在设计和工艺方面的缺陷、失效模式及相关失效机理。另外应力试验也有助于确定元器件安全工作的极限应力水平。

4.7、故障模拟分析

元器件的失效有时与应用系统的设计有关,列如电路系统中对过电保护不足、电路分布的干扰或热分布不当等。必须通过实际电路的模拟和示波器或其他的有关仪器进行信号捕捉,找到有用的证据。

(1)模拟应用分析——模拟失效条件的试验环境或应用电路中工作,电压、电流、输入信号、各种频率、时钟响应和输出负载等的临界条件

(2)全温度参数测试

(3)瞬时短路、断路的试验分析

(4)高温和高温电偏置试验

失效分析程序本文档共50页;当前第26页;编辑于星期三\6点37分

4.8、内部分析

(1)非破坏性的内部分析——X射线检查、声学扫描检测(界面的粘结情况、分层现象)、残留气体分析、密封性检查(氨原子示踪检测细小的泄漏)

(2)破坏性的内部分析——开封、缺陷隔离技术失效点定位、芯片钝化层的去除、物理分析、杂质和合成物分析

(3)确定失效机理

失效分析的最终目的是确定失效机理。必须从失效鉴别的不同角度、不同方面去合理地解释一个元器件失效的原因。异常现象与失效直接相关的几率是很小的,一个错误的判断可能造成错误的纠正措施。

失效分析程序本文档共50页;当前第27页;编辑于星期三\6点37分

4.9、纠正措施

根据失效分析结果,提出防止失效再次发生的纠正措施和建议,包括工艺、设计、结构、线路、材料、删选方法和条件、使用方法和条件、质量控制和管理等各个方面。

4.10、结果验证

失效分析的结果是否正确,只有在实际应用中才能得到验证。

4失效分析程序本文档共50页;当前第28页;编辑于星期三\6点37分

五、失效分析技术

5.1、以失效分析为目的的电测技术

按电测结果分类,电子元器件的失效可分为连接性失效、电参数失效和功能失效。

以电子元器件失效分析为目的的电测方法可分为三类:连接性测试、电参数测试和功能测试。

连接性测试可确定开路、短路、漏电以及电阻值变化等失效模式。连接性测试手续简单,应用范围较广阔。因为现场失效的元器件占失效比例的50%,而现场失效多数由静电损伤和过电应力损伤引起。这两种应力引起的失效模式用链接性测试可确定,因而连接性测试在失效分析忠有广泛的用途。

与连接性测试相比较,电子元器件的电参数测试较复杂。各种电子元器件都有各自特殊的参数,如双极晶体管的电流增益,MOS器件的阈值电压和跨导,光电二极管的暗电流和光电转换效率,数字集成电路的电源电流、输入电压、输入电流、输出电压等。电参数失效的主要表现形式有数值超出规定范围和参数不稳定。

失效分析技术本文档共50页;当前第29页;编辑于星期三\6点37分

进行电子元器件的功能测试,需对元器件输入一个已知的激励信号,测量输出结果。如测得的输出状态与预计状态相同,则元器件功能正常,否则为失效。功能测试主要用于集成电路。简单的集成电路的功能测试需要电源、信号源和示波器,复杂的集成电路测试需自动测试设备(ATE)和复杂的测试程序。

同一个元器件,上述三种失效有一定的相关性。即一种失效可能引起其他种类的失效。

失效分析技术本文档共50页;当前第30页;编辑于星期三\6点37分

(1)、连接性测试——待机电流测试、端口测试

(2)、电参数测试

注意事项:为简化失效分析程序、无需进行所有规定参数的测试,只需测主要参数。

为防止引入新的失效机理,先进性连接性测试,初步确认元器件基本完好,再进行参数测试。

为防止大电流通过元器件,测量高电压下的漏电流应加限流电阻。

为防止突然开路时高压加于元器件,测量大电流时应限制电压范围。

(3)、功能测试

失效分析技术本文档共50页;当前第31页;编辑于星期三\6点37分

5.2、无损失效分析技术

无损失效分析技术可定义为不必打开封装对样品进行定位和失效分析的技术。除电测失效分析技术外,X射线透视技术和反射式扫描声学显微技术(C-SAM)是两种主要的无损失效分析技术。其中X射线投射技术对MOS器件有辐射损伤,所以无损不是绝对的。两种技术比较如下表:

失效分析技术名称应用优势主要原理X射线透视技术以低密度区为背景,观察材料的高密度区的密度异常点观察透射X射线的被样品局部吸收后成像的异常C-SAM以高密度区为背景,观察材料内部空隙或低密度区超声波遇空气受阻反射本文档共50页;当前第32页;编辑于星期三\6点37分

5.3、样品制备技术

(1)、打开封装——机械开封、化学开封

机械开封(物理法):手动式晶体管开帽器、利器揭开…

湿法腐蚀(化学法):硫酸,硝酸;

干法腐蚀:在真空条件下,等离子体轰击

失效分析技术本文档共50页;当前第33页;编辑于星期三\6点37分

(2)、去钝化层技术——化学腐蚀去钝化层、等离子腐蚀去钝化层

在真空条件下,等离子体轰击去除钝化层。缺点:对半导体材料表面有损伤,而且有辐射,会影响材料的性质化学方法去除钝化层失效分析技术本文档共50页;当前第34页;编辑于星期三\6点37分

(3)、金相切片制备技术

失效分析技术本文档共50页;当前第35页;编辑于星期三\6点37分注意:金相切片技术,要观察金属见化合物,还要采用适当的腐蚀液,使不同金属或合金成分显示不同的颜色,并且要注意过程中不能产生新的失效或破坏原来的失效。失效分析技术本文档共50页;当前第36页;编辑于星期三\6点37分金相切片分析方法特点:破坏性方法;试样制备周期长,需要1D,最好3D;试样制备要求高;可直观获取材料内部大量信息;对操作和分析人员要求较高失效分析技术本文档共50页;当前第37页;编辑于星期三\6点37分

(4)、多层结构芯片的反映离子腐蚀技术

(5)、去金属化层技术

(6)、机械剖切面技术

失效分析技术本文档共50页;当前第38页;编辑于星期三\6点37分

5.4、显微形貌像技术

(1)、光学显微镜分析技术——特点:操作简单、不需要真空条件,不必去钝化层和层间介质,图像彩色透明,能观察多层金属化的芯片。缺点是景深小,空间分辨率低,放大倍数小,观察芯片的细微结构有一定困难。

失效分析技术本文档共50页;当前第39页;编辑于星期三\6点37分

(2)、扫描电子显微镜的二次电子像技术——特点:分辨率高、放大倍数大(10万~50万倍连续可调)、景深大、立体感强等一系列有点,可用它来观察在光学显微镜下所看不到的细微结构。

两种形貌像的比较:

失效分析技术仪器名称真空条件样品要求透明性理论空间分辨率最大放大倍数景深光学无开封有可观察两层结构3600A2000小扫描电子高真空开封去钝化层无只能观察上面一层50A50万大本文档共50页;当前第40页;编辑于星期三\6点37分

5.5、以测量电压效应为基础的失效分析定位技术

集成电路的复杂性决定了失效定位在失效分析中的关键作用。打开封装后,用显微镜看不到失效部位时,就需对芯片进行电激励,根据芯片表面节点的电压、波形或发光异常点进行失效定位。

失效分析技术本文档共50页;当前第41页;编辑于星期三\6点37分

5.6、以测量电流效应为基础的失效分析定位技术

(1)、液晶热点检测技术

热点检测是发现半导体器件芯片潜在失效部位的有效手段。用显微红外热像仪来检测热点,由于空间分辨率不够高,不能满足单片集成电路失效定位的需要。液晶是一种既具有液体的流动性,又具有晶体各向异性的物质。

液晶有一特点,当它受热而温度高于某一临界温度Tc时,就会变成各向同性的液体。利用液晶的这一特性,可以在正交偏振光下观察液晶的相变点而检测热点。

失效分析技术本文档共50页;当前第42页;编辑于星期三\6点37分

(2)、显微红外热像分析技术

显微红外热像仪主要用于分析功率器件和混合集成电路。它可将芯片上热分布显示出来。根据热分布的异常区域异常点,暴露不合理的设计和工艺缺陷。

失效分析技术本文档共50页;当前第43页;编辑于星期三\6点37分

(3)、光发射显微分析技术

半导体器件中许多类型的缺陷和损伤在特定的电应力条件下会产生漏电,并伴随载流子的跃迁而导致光辐射。这样,对发光部位的定位就是对可能失效部位的定位。

光辐射显微技术是一种快速、简便而有效的失效分析技术,可以探测到半导体器件中多种缺陷和机理引起的退化和失效,尤其在失效定位方面具有准确、直观和重复再现的优点。

失效分析技术本文档共50页;当前第44页;编辑于星期三\6点37分

六、失效分析主要仪器设备与工具

6.1、光学显微镜

立体显微镜——放大倍数较低、几倍到上百倍,景深大,立体感强

金相显微镜——几十倍到两千倍,但景深较小。

6.2、X射线透视仪

原理:根据样品不同部位对X射线吸收率和透视率的不同,利用X射线通过样品各部位衰减后的射线强度检测样品内部缺陷的一种方法,X射线衰减的程度与样品的材料品种、样品的厚度和密度有关。

用途:检测电子元器件及多层印刷电路的内部结构、内引线开路或短路、粘结缺陷、焊点缺陷、封装裂纹、空洞、桥连、立碑及器件漏装等缺陷。

失效分析主要仪器设备与工具本文档共50页;当前第45页;编辑于星期三\6点37分

6.3、扫描声学显微镜SAM(超声波探伤)

原理:超声波在介质中传输时,若遇到不同密度或弹性系数的介质,会发生反射回波,而此种反射回波强度会因材料密度不同而有所差异,而SAM利用此特性来检出材料内部的缺陷并依所接收的信号变化将之成图像。

用途:检测电子元器件、材料及PCB/PCBA内部的各种缺陷(如裂纹、分层、夹杂物、附着物及空洞等)

6.4、塑封器件喷射腐蚀开封机

用途:用于暴露塑封料封装器件的芯片,以便进一步进行芯片表面的电探测和形貌观察。

6.5、等离子腐蚀机

主要用于大规模集成电路芯片的掺杂硅膜层和氮化硅膜层的周边刻蚀,具有较低的制样风险。

失效分析主要仪器设备与工具本文档共50页;当前第46页;编辑于星期三\6点37分

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论