IC芯片故障分析

IC芯片故障分析，IC芯片集成电路在开发、生产和使用过程中无法避免故障，随着人们对产品质量和可靠性要求的提高，故障分析工作也越来越重要，通过芯片故障分析，IC芯片的设计者可以找到设计上的缺陷、技术参数的不一致、设计和操作上的不当等问题。故障分析的意义主要表现：

详细的讲，IC芯片故障分析的主要意义表现在以下这几方面：

一.故障分析是确定IC芯片失效机理的重要手段与方法。

二.故障分析为有效诊断故障提供了必要的信息。

三.故障分析为设计工程师提供持续改进和改进芯片设计，使之符合设计规范的需要。

四.故障分析可以对不同测试途径的有效性进行评估，为生产测试提供必要的补充，为测试过程的优化验证提供必要的信息。

故障分析的主要步骤和内容:

◆集成电路开封:去除集成电路同时，保持芯片功能的完整性，维持die、bondpads、bondwires甚至lead-frame，为下一个芯片无效分析实验做准备。

 

◆SEM扫描镜/EDX成分分析:材料的结构分析/缺陷观察、元素成分常规微区分析、正确测量成分尺寸等。

 

◆探针测试:通过微探针可以快速方便地获得IC内部的电信号。激光器：用微激光在芯片或线的上部特定区域进行切割。

 

◆EMMI检测:EMMI微光显微镜是一种高效率的故障分析工具，它提供了一种高灵敏度和非破坏性的故障定位方法。它可以检测和定位非常弱的发光(可见光和近红外光)，并捕获由各种组件的缺陷和异常引起的泄漏电流。

 

◆OBIRCH应用(激光束诱发阻抗值变化测试):OBIRCH常用于IC芯片内部的高阻抗与低阻抗分析、线路泄漏路径的分析。利用OBIRCH的方法，可以有效地定位电路中的缺陷，如线中的空洞、通孔下的空洞、通孔底部的高阻区等也能有效地检测短路与漏电，是发光显微技术的有力后续补充。

 

◆液晶屏热点检测：利用液晶屏检测IC漏电处的分子排列重组，在显微镜下显示不同于其它区域的斑状图像，以寻找在实际分析中会困扰设计者的漏电点(故障点大于10mA)。定点/非定点芯片研磨:去除液晶驱动芯片Pad上植入的金凸块，使Pad完全无损，有利于后续分析和rebonding。

 

◆X-Ray无损检测:检测IC芯片包装中的各种缺陷，如剥离、爆裂、空洞、布线的完整性，PCB在制作过程中可能存在一些缺陷，如对齐不良或桥接、开路、短路或异常连接的缺陷，包装中的锡球的完整性。

 

◆SAM(SAT)超声波探伤可对IC芯片封装内部的结构进行非破坏性的检测，有效检测水分和热能引起的各种破坏，如O晶元面脱层、O锡球、晶元或填充剂中的缝隙、O封装材料内部的气孔、O各种孔如晶元接合面、锡球、填充剂等