芯片失效分析

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一般来说，集成电路在研制、生产和使用过程中失效不可避免，随着人们对产品质量和可靠性要求的不断提高，失效分析工作也显得越来越重要，通过芯片失效分析，可以帮助集成电路设计人员找到设计上的缺陷、工艺参数的不匹配或设计与操作中的不当等问题。 失效分析的意义主要表现

具体来说，失效分析的意义主要表现在以下几个方面：

1. 失效分析是确定芯片失效机理的必要手段。 2. 失效分析为有效的故障诊断提供了必要的信息。 3. 失效分析为设计工程师不断改进或者修复芯片的设计，使之与设计规范更加吻合提供必要的反馈信息。

4. 失效分析可以评估不同测试向量的有效性，为生产测试提供必要的补充，为验证测试流程优化提供必要的信息基础。 失效分析主要步骤和内容

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芯片开封：去除IC封胶，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。

SEM 扫描电镜/EDX成分分析：包括材料结构分析/缺陷观察、元素组成常规微区分析、精确测量元器件尺寸等等。

探针测试：以微探针快捷方便地获取IC内部电信号。镭射切割：以微激光束切断线路或芯片上层特定区域。

EMMI侦测：EMMI微光显微镜是一种效率极高的失效分错析工具，提供高灵敏度非破坏性的故障定位方式，可侦测和定位非常微弱的发光（可见光及近红外光），由此捕捉各种元件缺陷或异常所产生的漏电流可见光。 OBIRCH应用（镭射光束诱发阻抗值变化测试）：OBIRCH常用于芯片内部高阻抗及低阻抗分析，线路漏电路径分析。利用OBIRCH方法，可以有效地对电路中缺陷定位，如线条中的空洞、通孔下的空洞。通孔底部高阻区等，也能有效的检测短路或漏电,是发光显微技术的有力补充。

LG液晶热点侦测：利用液晶感测到IC漏电处分子排列重组，在显微镜下呈现出不同于其它区域的斑状影像，找寻在实际分析中困扰设计人员的漏电区域（超过10mA之故障点）。

定点/非定点芯片研磨：移除植于液晶驱动芯片 Pad上的金凸块， 保持Pad完好无损，以利后续分析或rebonding。

X-Ray 无损侦测：检测IC封装中的各种缺陷如层剥离、爆裂、空洞以及打线的完整性，PCB制程中可能存在的缺陷如对齐不良或桥接，开路、短路或不正常连接的缺陷，封装中的锡球完整性。 • SAM (SAT)超声波探伤可对IC封装内部结构进行非破坏性检测, 有效检出因水气或热能所造成的各种破坏如：o晶元面脱层，o锡球、晶元或填胶中的裂缝，o封装材料内部的气孔，o各种孔洞如晶元接合面、锡球、填胶等处的孔洞。

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芯片失效分析

(2011-02-23 23:10:01) 转载

标签： 分类： 学习

emmi obirch lc it

今天在网上看到关于失效分析的常用方法,现贴出

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OBIRCH 原理：用激光束在器件表面扫描，激光束的部分能量转化为热量。如果互连线中存在缺陷或者空洞，这些区域附近的热量传导不同于其他的完整区域，将引起局部温度变化，从而引起电阻值改变ΔR，如果对互连线施加恒定电压，则表现为电流变化ΔI= (ΔR/V)I2, 通过此关系，将热引起的电阻变化和电流变化联系起来。将电流变化的大小与所成像的像素亮度对应，像素的位置和电流发生变化时激光扫描到的位置相对应。这样就可以产生OBIRCH像来定位缺陷. OBIRCH 应用：

OBIRCH常用于芯片内部高阻抗及低阻抗分析，线路漏电路径分析.利用OBIRCH方法，可以有效地对电路中缺陷定位，如线条中的空洞、通孔下的空洞。通孔底部高阻区等；也能有效的检测短路或漏电,是发光显微技术的有力补充。 EMMI微光显微镜是一种效率极高的失效分错析工具, 提供高灵敏度非破坏性的故障定位方式，可侦测和定位非常微弱的发光（可见光及近红外光）, 由此捕捉各种元件缺陷或异常所产生的漏电流可见光。 EMMI侦测对应故障种类涵盖 ESD, Latch up, I/O Leakage, junction defect, hot electrons , oxide current

leakage等所造成的异常。 EMMI对漏电流的侦测可达微安级别。而LC（液晶热点侦测 Liquid Crystal ）对漏电流的捕捉仅达毫安级别。

LC利用液晶感测到IC漏电处分子排列重组,在显微镜下呈现出不同于其它区域的斑状影像, 找寻在实际分析中困扰设计人员的漏电区域（超过10mA之故障点）。LC可侦测因ESD,EOS应力破坏导致芯片失效的具体位置。

LC EMMI OBIRCH 灵敏度 mA级别 uA级别 uA级别 背面观察 NO NO YES 现象 NO hot spot Light Emmision Thermo-electric Property

芯片失效分析服务简介

一般来说，集成电路在研制、生产和使用过程中失效不可避免，随着人们对产品质量和可靠性要求的不断提高，失效分析工作也显得越来越重要，通过芯片失效分析，可以帮助集成电路设计人员找到设计上的缺陷、工艺参数的不匹配或设计与操作中的不当等问题。

具体来说，失效分析的意义主要表现在以下几个方面： 1. 失效分析是确定芯片失效机理的必要手段； 2. 失效分析为有效的故障诊断提供了必要的信息；

3. 失效分析为设计工程师不断改进或者修复芯片的设计，使之与设计规范更加吻合提供必要的反馈信息；

4. 失效分析可以评估不同测试向量的有效性，为生产测试提供必要的补充，为验证测试流程优化提供必要的信息基础。

芯谷失效分析的常用方法大致分为硬方法和软方法两种，在实际失效分析过程中，我们综合运用两种方法来提供分析服务。其中，硬方法主要指使用光电显微镜等硬件设备来检查和确定失效原因，从而改进工艺过程。软方法是主要是指利用电子设计自动化工具软件进行失效分析的方法。

我们失效分析主要服务项目包括：

1、芯片开封：去除IC封胶, 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。

2、SEM 扫描电镜 / EDX成分分析：包括材料结构分析/缺陷观察、元素组成常规微区分析、精确测量元器件尺寸等等。

3、探针测试：以微探针快捷方便地获取IC内部电信号。 镭射切割：以微激光束切断线路或芯片上层特定区域。

4、EMMI侦测：EMMI微光显微镜是一种效率极高的失效分错析工具, 提供高灵敏度非破坏性的故障定位方式，可侦测和定位非常微弱的发光（可见光及近红外光）, 由此捕捉各种元件缺陷或异常所产生的漏电流可见光。

5、OBIRCH应用（镭射光束诱发阻抗值变化测试）：OBIRCH常用于芯片内部高阻抗及低阻抗分析，线路漏电路径分析.利用OBIRCH方法，可以有效地对电路中缺陷定位，如线条中的空洞、通孔下的空洞。通孔底部高阻区等；也能有效的检测短路或漏电,是发光显微技术的有力补充。

6、LG液晶热点侦测：利用液晶感测到IC漏电处分子排列重组,在显微镜下呈现出不同于其它区域的斑状影像, 找寻在实际分析中困扰设计人员的漏电区域（超过10mA之故障点）。

7、定点/非定点芯片研磨。

8、去金球：移除植于液晶驱动芯片 Pad上的金凸块, 保持Pad完好无损, 以利后续分析或rebonding。

9、X-Ray 无损侦测：检测IC封装中的各种缺陷如层剥离、爆裂、空洞以及打线的完整性，PCB制程中可能存在的缺陷如对齐不良或桥接，开路、短路或不正常连接的缺陷，封装中的锡球完整性。

10、SAM (SAT)超声波探伤

可对IC封装内部结构进行非破坏性检测, 有效检出因水气或热能所造成的各种破坏如： o 晶元面脱层

o 锡球、晶元或填胶中的裂缝 o 封装材料内部的气孔

o 各种孔洞如晶元接合面、锡球、填胶等处的孔洞 IC验证与测试服务简介

芯谷IC验证与测试服务主要提供各类元器件真实性检验（AIV）、直流特性参数测试（DCCT）、关键功能检测验证（KFR）、全部功能及特性参数测试（FFCT）、交流参数测试及分析（ACCT）、特殊环境测试及分析（SEAT）、无铅检测及成分分析（LFTA）、可焊性测试分析（SDTA）等各级别测试与验证。

具体服务项目包括： ★芯片及系统分析验证服务

上千万门级数字集成电路的FPGA原型验证 功能测试 性能测试 版图分析

★分析、建模、验证与测试服务 晶圆 封装片 功能模块 系统板

★芯片工程测试服务

基于ATE的封装片评测（功能和性能测试） 量产测试方案和程序开发 ★集成电路测试、筛选： 集成电路设计验证

集成电路功能测试、参数测试 集成电路质量一致性检验 集成电路老化、筛选试验 集成电路寿命试验 ★集成电路可靠性评估：

ESD等级、Latch-up测试评估 裸芯片测试、老化、筛选评估 ★集成电路赝品鉴定： 再卖市场的集成电路赝品鉴定 ★制造工厂来料质量管理体系完善： 指导工厂完善来料质量管理体系

培训质检人员掌握集成电路测试理论与方法