电性不良分析方法

产线无影像异常通用分析方法

上半部/未完，待续本资料仅涉及物料和制程中的物理类不良，不涉及开发端原理错误，软件参数调试异常错误等不良。一：什么情况引起无影像和异常。

信号发生阻塞，电源无法供给IC能量，导致IC工作不正常或无法得到正确的信号。信号阻塞？如同一个邮差从邮局出发，给收信人送信，经过某条河的时候，发现桥断了，过不去，收信人没法收到信件。

对于模组。

分析无影像和异常，就是分析那个桥是断的，桥是怎么断的，天灾还是人祸？

信号在Sensor到终端要走那些路。（注：以目前最复杂的结构ACF热压型号来讨论）。分析无影像或异常不良的主要思路：

分段测量，缩小范围。一个熟练的分析者必须具备的知识：

1熟悉模组元件和结构和各部件的组装工艺。2了解上游物料(PCB,FPC结构与制程）。3熟悉Sensor的工作原理。

1-1分析通用流程-COB开短路/万用表二极管档测试原理开短路测试(openshorttest)：测试芯片的封装情况。测试原理：

一般来说，手机模组感光芯片（属于CMOS工艺的芯片，比如台积电为OV代工制造的IC），在CMOS芯片的ESD防护电路设计中，其中一个环节为了防止I/O端口

与VDD或VSS之间放电使相连的P,NMOS晶体管烧坏，在I/Opad两侧加了首尾相接的二极管来泄放保护电路，正因为有这样的ESD防护机制，通过恒流测压的方法，给定一个电流阈值（一般都是100uA），在二极管达到这个大小的电流时候，测试出ESD防护二极管的正向压降值大小（0.4-0.8V）来确认整个回路是否导通，如果模组封装中PCB线路断开，金线断开都会造成高阻开路.未打线铝PAD上的探针测试痕迹

晶圆厂芯片出厂前都会对每个Die的所有电气性能进行探针(Probe)测试，所以对于封装厂来说，一般实际分析中不考虑IC本体的问题。万用表二极管档测试：一般开短路测试完后的模组分析第一步需要使用万用表确认，防止插排转接板连接不好所引起的误判，注意如果测试开路线路，表笔的电源极性不能反接，所测开路引脚接COM端，GND引脚接ΩV端。Truly一些能测试开短路的工具：度信MIPIHV910D，V9，开短路工装DTOS，万用表等。上表为IsMedia自动调焦机O/Stest截图，测试阈值电流100uA二极管档测试标志开短路测试的一些注意事项：开短路OK:1.一个感光IC可能有多个AVDD/DVDD/DOVDD这些提供电源的接口PAD。所即使断开1.2个，测试的压降值可能几乎没有任何影响。但实际此部分电路缺少电源供给，导致黑屏或点不亮,所以一般开短路OK但实际无影像的模组，我们首先排查IC各电源PAD金线或PCB走线是否出现问题。

开短路OK画面出现非黑屏等异常，一般考虑为ESD损伤,也可通过Colorbar测试，colorbar测试是由sensorISP端产生的数据，如果画面正常，说明output端是没有问题的。模组损伤的部位一般是IC采集模块电路。

2由于IC制程或别的原因，ESD保护二极管可能本生发生开路等问题。此类情况可能引发测试开路却画面正常的现象。

案例：2012.5.8CM6692出现大量不规则开路现象，如果关闭开短路测试或提高判定PASS上限电压，模组出现正常的功能。colorbar画面异常EOS：ElectricalOverStress-指过度电性应力。ESD：ElectricalStaticDischarge-静电放电。EOS通常产生于：

–电源

–测试装置

*其过程持续时间可能是几微秒到几秒（也可能是几纳秒）

*很短的EOS脉冲导致的损坏与ESD损坏相似。

*损坏表征

–金属线膨胀融化

–通常会发热

–功率升高

–会出现闭锁/短路情况ESD属于EOS的特例

–能量有限

–由于静态电荷引起

*其过程持续时间为几皮秒到几纳秒

*其可见性不强

*通常导致晶体管级别的损坏EOS能量大,通常在光学显微镜下就能在芯片上看到异常;而ESD能量小,通常通过其他处理后才能在电镜下下看到异常.

OV5640/5647EOS损伤ESD损伤X-RayX射线是一种波长很短在0.01纳米到10纳米之间的的电磁辐射。X光有很强的穿透性，穿透力与物质密度有关，物质密度越高，比如金属，透过的光子较少，最终成像越暗，利用这种差别吸收机理可以区分不同的物质。TrulySMT加工中心的X-ray型号：PonyMV3100-VC

X-ray适用范围：1不拆卸holder检查。2BGA焊接3从外观检查无法确认。

X-Ray电容过孔地线铜层线路金属层越厚，X光透过的越少，成像颜色越暗，多层PCB，因铜金属线路部分重叠，所以导致某些线路看上去颜色较深，没有重叠的地方，颜色较浅，使用X-RAY观察要仔细辨别是线路重叠还是有断裂。金线电阻电容注意区别，电阻电容内部材质不同X-Ray线路缺口金线短接驱动IC连锡焊盘断裂IC焊盘欠锡侧面检查CrossSection取样灌胶研磨抛光

微切片是一个重要的破坏性分析方法的手段,通过切片可以观察物体的某个截面情况,研究判断模组内部结构或成分.

例如：观察ACF导电球形变，PCB线路，测量胶水厚度，holder镜头内部结构等。

微切片制作流程1取样1.将待切片物体固定在塑胶底座上，按需要检测的位置放置好，将套筒套上。2封胶封胶的目的是固定待测物体。水晶胶：高纯度环氧树脂胶，在催化剂和固化剂的作用下自动凝固，常温下凝固时间4-8小时，可加热60-100℃

加速其热固化（注：如果切片是测量holder结构的变化，不推荐加热固化，树脂加热膨胀会挤压模组，同时会有水晶胶开裂的风险）。1：

将水晶胶倒入容器内（注：如果有刻度的容器更好）胶水体积配比：水晶胶/固化剂/催化剂100:2:1比例配置2：滴入水晶胶体积2%的固化剂3：滴入水晶胶体积1%的催化剂4充分搅拌均匀，看不到分层5:将调和好的胶水倒入固定套桶内。6:凝固硬化。3研磨研磨建议流程：

粗磨-细磨粗磨1：使用砂纸120或240将水晶胶块磨至需要测试的位置0.5mm附近。粗磨2：使用砂纸600或1200将水晶胶块磨至0.3mm左右。细磨3：使用砂纸2500将水晶胶块磨至0.1mm左右。细磨4：使用砂纸5000将水晶胶块磨至待测位置（预抛光），此时研磨面目视光滑反光，没有明显的砂痕。非自动研磨机在研磨过程中需要不断的调整方向和检查，将胶块下压研磨时用力均匀，不可一边重一边轻。避免磨过头或磨歪。研磨机转速：800-999抛光（注：可选步骤，一般细磨4后如果未能达到预期效果可进行精细抛光）：

将氧化铝抛光粉/抛光膏撒在专用抛光纸上，不断切换方向进行轻压式抛光。使用显微镜观察检查抛光面直至抛光面如镜面一般的光滑，显微镜下无任何明显的砂痕。4抛光烂孔BGA锡球线路微断SEM-EDS/FIBSEM（scanningelectronmicroscope）扫描电子显微镜。SEM是利用一束高能入射电子轰击物质表面，捕获被激发区域的二次电子等成像，具有纳米级别的分辨率。用于观察物质表面结构，形态等，EDS利用不同元素的X射线光子特征能量不同进行成分分析，对于模组封装厂分析无影像，常用的功能是分析SMT中不良，比如虚焊来分析焊盘元素成分等。确定是否属于物料问题还是制层问题。FIB（focusedionbeam）聚焦离子束，利用电透镜将离子束聚焦成非常小尺寸的显微切割仪器,制作精密切片分析。对于CCM主要用去分析供应商的焊盘的镍金厚度等。几乎很少使用。TFT事业部所使用的设备，hitach4800，和FB2100为什么IC的线路损伤是短路？上图为Sensor挑伤的图片，开短路测试基本均短路

IC的一般结构介绍锡焊原理：锡焊，锡金属或多种不同的金属原子或分子扩散和结合成一体的工艺方法。IMC.Intermetalliccompound(介面合金共化物)，锡焊就是在锡和被焊金属之间，在高温中会快速形成一层薄薄的锡合金化合物。

焊接好不好，就是看这层化合物是否长的合理，长的牢固。FPC铜锡IMC

Ni3Sn4FPC镀镍3-5um

IMC层一般1-4um之间，只有形成一层稳定连续的Ni3Sn4的IMC层，才能保证焊接后足够的强度Truly一般使用的FPC或PCB都是ENIG(化学镀镍金)的板，这种工艺的板镀镍的时候会使用到一种次磷酸钠这种还原剂，所以镍层中最终会含有7-10%磷P元素由于磷P元素不能参加反应，只能逐渐渗析至IMC和镍层之间，形成一个富磷层，reflow时间越长，IMC越厚，镍层参与的反应越多，磷就渗析的越多，富磷层聚集的越厚，富磷层本身结构强度