IC失效分析培训.pptx

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1、一般概念一般概念失效失效：产品失去规定的功能。：产品失去规定的功能。失失效效分分析析：为为确确定定和和分分析析失失效效器器件件的的失失效效模模式式，失失效效机机理理，失失效效原因和失效性质而对产品所做的分析和检查。原因和失效性质而对产品所做的分析和检查。失效模式失效模式：失效的表现形式。：失效的表现形式。失效机理失效机理：导致器件失效的物理，化学变化过程。：导致器件失效的物理，化学变化过程。失失效效原原因因：导导致致发发生生失失效效的的直直接接原原因因，它它包包括括设设计计，制制造造，使使用用和管理等方面的问题。和管理等方面的问题。失失效效分分析析的的目目的的：失失效效分分析析是是对对失失效效

2、器器件件的的事事后后检检查查，通通过过失失效效分分析析可可以以验验证证器器件件是是否否失失效效，识识别别失失效效模模式式，确确定定失失效效机机理理和和失失效效原原因因，根根据据失失效效分分析析结结论论提提出出相相应应对对策策，它它包包括括器器件件生生产产工工艺艺，设设计计，材材料料，使使用用和和管管理理等等方方面面的的有有关关改改进进，以以便便消消除除失失效效分分析析报告中所涉及到的失效模式或机理，防止类似失效的再次发生。报告中所涉及到的失效模式或机理，防止类似失效的再次发生。第1页/共53页失效分析的设备和相应的用途失效分析的设备和相应的用途 电电特特性性测测试试设设备备 包包括括开开短短路

3、路测测试试设设备备（CD318ACD318A，S9100S9100），万用表和各种测试分厂的测试机。万用表和各种测试分厂的测试机。观观察察测测量量设设备备 X X射射线线透透视视机机，金金相相显显微微镜镜（放放大大倍倍数数50-100050-1000），测测量量显显微微镜镜（带带摄摄像像头头并并与与显显示示器器和和终终端端处处理理电电脑脑相相连连，放放大大位位数数50-50050-500），立立体体显显微微镜镜，扫扫描描电电子子显显微镜微镜SEMSEM。试验设备试验设备 烘箱，回流焊机，可焊性测试仪，成份分析仪。烘箱，回流焊机，可焊性测试仪，成份分析仪。解解剖剖设设备备和和辅辅助助设设备备 开

4、开帽帽机机，密密封封电电炉炉，超超声声清清洗洗机机，镊镊子子，研研磨磨切切割割机机，玻玻璃璃仪仪器器（试试管管，烧烧杯杯，玻玻璃璃漏漏斗斗，滴滴管等）。管等）。工工作作间间设设施施 应应配配有有通通风风柜柜，清清洗洗池池，水水源源，相相关关化化剂剂（盐盐酸，硝酸，硫酸和无水乙醇，丙酮，氢氧化钠等）。酸，硝酸，硫酸和无水乙醇，丙酮，氢氧化钠等）。第2页/共53页分析报告分析报告失失效效分分析析报报告告 应应包包括括：a,a,失失效效器器件件的的主主要要失失效效现现场场信信息息。b,b,失失效效器器件件的的失失效效模模式式。c,c,失失效效分分析析程程序序和和各各阶阶段段的的初初步步的的分分析析结

5、结果果。d d,失失效效分分析析结结论论。e,e,提提出出纠纠正正建建议议措措施施。报报告告中中应应附附分分析析图图片片和和测测试试数数据据，以以及及相相应说明。应说明。分分析析人人员员应应具具有有的的素素质质 具具有有半半导导体体集集成成电电路路的的专专业业基基础础知知识识，熟熟悉悉集集成成电电路路原原理理，设设计计，制制造造，测测试试，使使用用线线路路，可可靠靠性性试试验验，可可靠靠性性标标准准，可可靠靠性性物物理理和和化化学学等等方方面面的的有有关关知知识识，并并有有一一定定的的实实践践经经验验，必必须须受受过过专专业培训。业培训。第3页/共53页可靠性可靠性可可靠靠性性概概念念 指指系

6、系统统或或设设备备在在规规定定条条件件下下和和规规定定时时间间内内完完成成规规定定功功能能的的能能力力。有有固固有有可可靠靠性性和和使使用用可可靠靠性性之之分分，固固有有可可靠靠性性指指通通过过设设计计和和制制造造形形成成的的内内在在可可靠靠性性，使使用用可可靠靠性性指指在在使使用用过过程程中中发发挥挥出出来来的的可可靠靠性性。它它受受环环境境条条件，使用操作，维修等因素的影响，使用可靠性总小于固有可靠性。件，使用操作，维修等因素的影响，使用可靠性总小于固有可靠性。第4页/共53页可靠性试验（一）可靠性试验（一）温度循环温度循环TCTTCT：判断产品在极高，极低温度下抗变力及在极高，极低温度中

7、：判断产品在极高，极低温度下抗变力及在极高，极低温度中交替之效应。交替之效应。热冲击热冲击TSTTST：同上，但条件更严酷。：同上，但条件更严酷。高压蒸煮高压蒸煮PCTPCT：利用严厉的压力，湿气和温度加速水汽之渗透来评估非密闭：利用严厉的压力，湿气和温度加速水汽之渗透来评估非密闭性之固态产品对水汽渗透之效应。性之固态产品对水汽渗透之效应。加速老化加速老化HASTHAST：同上。：同上。第5页/共53页可靠性试验（二）可靠性试验（二）高温反偏高温反偏HTRBHTRB：对产品施加一定的高温来加速产品：对产品施加一定的高温来加速产品电性能的老化。电性能的老化。回流焊回流焊REFLOWREFLOW：

8、用于判断器件（：用于判断器件（SMDSMD）在回流焊接）在回流焊接过程中所产生之热阻力及效应。过程中所产生之热阻力及效应。易焊性易焊性SOLDERSOLDER：判断产品之可焊度。：判断产品之可焊度。耐焊接热耐焊接热：判断直插式产品在焊接过程中产生的热：判断直插式产品在焊接过程中产生的热阻力及效应。阻力及效应。引线弯曲引线弯曲：考核产品管脚抗机械应变力之能力。：考核产品管脚抗机械应变力之能力。第6页/共53页可靠性试验（三）可靠性试验（三）交变试验交变试验：评估产品在经过极高，极低温度后，再放入：评估产品在经过极高，极低温度后，再放入温湿度变化之环境后产生的效应。温湿度变化之环境后产生的效应。稳

9、态湿热稳态湿热THTTHT：评估非密闭性之固态产品在湿气环境下：评估非密闭性之固态产品在湿气环境下之可靠度，使用温度条件加速水汽渗透。之可靠度，使用温度条件加速水汽渗透。高温贮存高温贮存HTSTHTST：判断高温对产品之效应。：判断高温对产品之效应。低温试验低温试验LTLT：判断低温对产品之效应。：判断低温对产品之效应。电耐久电耐久BURN-INBURN-IN：对产品施加一定的电压，电流来加速：对产品施加一定的电压，电流来加速产品的电老化。产品的电老化。第7页/共53页可靠性试验设备可靠性试验设备试验设备试验设备：高低温循环箱，高速老化箱，调温调湿箱，可焊性测试仪，高温烘箱，分立器件综合老化系

10、统，：高低温循环箱，高速老化箱，调温调湿箱，可焊性测试仪，高温烘箱，分立器件综合老化系统，高温反偏系统。高温反偏系统。测试设备测试设备：多功能晶体管筛选仪，晶体管图性特示仪（：多功能晶体管筛选仪，晶体管图性特示仪（XJ4810,370BXJ4810,370B等）。等）。第8页/共53页失效率失效率失失效效率率指指产产品品工工作作到到t t时时刻刻后后在在单单位位时时间间内内失失效效的的概概率率。单单位位：%/10%/103 3小小时时。（每工作（每工作10001000小时后产品失效的百分数）小时后产品失效的百分数）第9页/共53页失效曲线失效曲线 也称失效浴盆曲线，因形状象浴盆。也称失效浴盆曲

11、线，因形状象浴盆。早早期期失失效效期期：（t t）大大，随随时时间间迅迅速速下下降降。通通过过改改进进设设计计，加加强强监监控控可可减减少少早早期期失失效效，通通过过筛筛选选可可减减小小（缩缩短短或或去去掉掉）早早期期失失效效期期.工工艺艺缺缺陷、材料缺陷、筛选不充分引起。陷、材料缺陷、筛选不充分引起。偶偶然然失失效效期期：（t t）小小，为为常常数数，时时间间较较长长，失失效效带带有有偶偶然然性性，是是使使用用的的良良好好时时间间。很很多多是是静静电电损损伤伤、过电损伤引起。有突发性和明显性过电损伤引起。有突发性和明显性 耗耗 损损 失失 效效 期期：产产 品品 使使 用用 后后 期期，（t

12、 t）迅迅速速增增加加，因因老老化化，磨磨损损，疲疲劳劳等等使使器器件件失失效效。元元器器件件老老化化引引起。有时间性和隐蔽性起。有时间性和隐蔽性第10页/共53页静电，静电放电静电，静电放电静静电电 当当两两种种材材料料一一起起摩摩擦擦，一一种种材材料料丢丢失失电电子子，另另一一种种则则收收集集电电子子，前前者者带带正正电电，后后者者则则带带负负电电，如如果果两两种种摩摩擦擦的的物物体体在在分分离离的的过过程程中中电电荷荷难难以以中中和和，电电荷荷即即会会积积累累使使物物体体带带上上静静电电。静静电电就就是是一一种种物物体体上上的的非非移移动动的的充电。充电。静静电电放放电电 如如果果带带静

13、静电电的的物物体体遇遇到到合合适适的的机机会会，它它会会将将所所带带的的电电荷荷放放掉掉，又又回回到到中中性性，此过程即是静电放电此过程即是静电放电ESDESD。第11页/共53页静电对电子元件之影响静电对电子元件之影响物物体体放放电电形形式式主主要要通通过过低低电电阻阻区区域域，放放电电电电流流I=I=Q/t,Q/t,即即静静电电电电荷荷变变化化量量与与完完成成这这些些静静电电电电荷荷变变化化所所用用的的时时间间之之比比。当当I I足足够够大大时时，能能影影响响P-NP-N结结热热击击穿穿接接合合点点，导导致致氧氧气气层层击击穿穿，引引起起即即时时的的和和不不可可逆逆转转的的损损坏坏，但但这

14、这种种损损坏坏只只有有10%10%可可引引起起产产品品即即时时损损坏坏，90%90%的的产产品品可可毫毫无无觉觉察察地地通通过过测测试试，流流到到客客户户手手里里，但但它它的的可可靠靠性性却却大大大大地地降降低低了了，并并且且静静电电可可吸吸附附灰尘，降低基片净化度，使灰尘，降低基片净化度，使ICIC成品率下降。成品率下降。第12页/共53页静电产生的宏观原因静电产生的宏观原因 环境环境如地面，装修隔间，温湿度。如地面，装修隔间，温湿度。工工具具和和材材料料 清清洗洗机机，吸吸管管，镊镊子子，物物流流车车，周转箱，烘箱，纸片，工作机台等。周转箱，烘箱，纸片，工作机台等。工工作作者者及及其其活活

15、动动 人人的的动动作作如如脱脱衣衣，起起立立，被感应，接触带电，剥离，冲击，摩擦。被感应，接触带电，剥离，冲击，摩擦。第13页/共53页静电的防护静电的防护静电防护原则静电防护原则：少产生，不积累，快泄放。少产生，不积累，快泄放。静电防护基本方法静电防护基本方法：泄漏，中和，屏蔽：泄漏，中和，屏蔽 环环境境方方面面，铺铺设设防防静静电电地地毯毯，地地板板，台台垫垫，入入口口处处工工作作处处接接地地线线等等防防静静电电消消除除器器。控控制制温温湿湿度度，使使用用离子风机，静电环。离子风机，静电环。器器材材方方面面，防防静静电电工工作作服服，鞋鞋，腕腕带带，导导电电泡泡沫沫板板，防防静静电电文文件

16、件盒盒，周周转转箱箱，物物流流车车，包包装装袋袋，抗抗静静电电剂等。剂等。产产品品设设计计方方面面，将将静静电电防防护护体体现现到到元元件件和和产产品品设设计计中中，尽尽量量使使用用对对静静电电不不敏敏感感的的元元件件，或或者者在在器器件件内内部部设设置置静静电电防防护护元元件件，对对使使用用的的静静电电放放电电敏敏感感器器件件提供适当的输入保护。提供适当的输入保护。第14页/共53页 封装基本流程封装基本流程磨磨片片划划片片装装片片球球焊焊包包封封后后固固化化电电镀镀打打印印冲冲切切成成型型测测试试包装包装入库。入库。上述流程视产品不同有较大的变化。上述流程视产品不同有较大的变化。第15页/

17、共53页流程简述（一）流程简述（一）磨磨片片将将芯芯片片的的反反面面（非非布布线线的的一一面面）根根据据工工艺艺标标准准，客客户户要要求求或或一一些些特特殊殊要要求求磨磨去去一一层层，使使芯芯片片的的厚度达到要求。厚度达到要求。划划片片用用划划片片刀刀（或或其其它它手手段段如如激激光光）在在圆圆片片上上的的划划片片槽槽中中割割划划，使使整整个个大大圆圆片片分分割割成成很很多多细细小小的的晶晶片（单个芯片），以利装片。片（单个芯片），以利装片。装装片片将将已已划划好好片片的的大大圆圆片片上上的的单单个个芯芯片片用用吸吸嘴嘴取取下下后后装装在在引引线线框框的的基基岛岛上上。此此时时芯芯片片背背面面

18、上上须须用用粘粘接剂粘在基岛上。接剂粘在基岛上。球球焊焊用用金金丝丝（在在一一定定的的温温度度，超超声声，压压力力下下）将将芯芯片片上上某某一一点点（压压焊焊区区）与与引引线线框框适适当当位位置置（第第二二点）相连。点）相连。第16页/共53页流程简述（二）流程简述（二）包包封封用用树树脂脂体体将将装装在在引引线线框框上上的的芯芯片片封封起起来来，对对芯芯片片起起保保护护作作用用和和支支撑撑作用。作用。后固化后固化使包封后的树脂体进一步固化。使包封后的树脂体进一步固化。电镀电镀在引线条上所有部位镀上一层锡，保证产品管脚的易焊性。在引线条上所有部位镀上一层锡，保证产品管脚的易焊性。打印打印在树脂

19、体上打上标记，说明产品的型号和其它相关信息。在树脂体上打上标记，说明产品的型号和其它相关信息。冲切成形冲切成形将整条产品切割成形为单只产品。将整条产品切割成形为单只产品。测试测试筛选出符合功能要求的产品。筛选出符合功能要求的产品。包装，入库包装，入库将产品按要求包装好后进入成品库。待机发往客户将产品按要求包装好后进入成品库。待机发往客户。第17页/共53页为何分析？信息反馈为何分析？信息反馈？（一）？（一）客客户户投投诉诉。如如客客户户反反映映良良率率低低，产产品品的的某某一一参参数数不不达达标标，开开短短路路，产产品品使使用用时时功功能能不不良良等等。一一般般由由业业务或外经部转品管，再转总

20、厂进行失效分析。务或外经部转品管，再转总厂进行失效分析。测测试试分分厂厂测测试试良良率率低低，或或某某批批产产品品开开短短路路产产品品太太多多，不不符符合合客客户户良良率率要要求求，分分厂厂应应出出具具测测试试异异常常分分析析报报告。告。品品管管抽抽测测异异常常 产产品品经经外外观观检检后后品品管管开开短短路路抽抽测测异异常常。通通常常每每批批抽抽100100只只如如次次品品超超过过3 3只只，则则加加抽抽300300只只，仍仍超超标标则则要要分分析析。对对测测试试分分厂厂已已测测产产品品抽抽测测异异常常。通通常常测测试试分分厂厂送送样样一一只只,仅仅要要求求开开帽帽分分析析。测测试分厂应附失

21、效分析申请单。试分厂应附失效分析申请单。第18页/共53页为何分析？信息反馈为何分析？信息反馈？（二）？（二）组组装装分分厂厂隔隔离离流流到到测测试试或或外外检检，要要求求测测试试或或外外检检后后将将测测试试情情况况或或品品管管抽抽测测结结果果反反馈馈组组装装。此此时时出出现现的的一一些些异异常常，可可能能要要求求分分析。析。客客户户要要求求的的其其它它分分析析。如如看看金金丝丝，布布线线图图，芯芯片片表表面面，芯芯片片粘粘结形式等。结形式等。所所有有的的分分析析结结束束后后，均均应应出出报报告告，且且要要将将报报告告送送到到原原发发出出部部门门，并做好相应分析报告交接工作。并做好相应分析报告

22、交接工作。第19页/共53页金丝布线和芯片表观（一）金丝布线和芯片表观（一）金丝金丝导电胶导电胶芯片芯片基岛基岛管脚管脚树脂体（阴影部树脂体（阴影部份）份）第20页/共53页金丝布线和芯片表观（二）金丝布线和芯片表观（二）粉粉红红色色是是腐腐球球后后的的压压区区，实实质上是氧化硅的颜色。质上是氧化硅的颜色。铝线铝线氧化硅氧化硅第21页/共53页金丝布线和芯片表观（三）金丝布线和芯片表观（三）中测点中测点金球金球金丝金丝未腐球时的压区未腐球时的压区通通常常芯芯片片上上的的白白色色部部分分为为铝铝线线 。图图片片上上黑黑色色的的小小圆圆球球是是金金球球（放放大大后后为为金金色色），金金球球周周围围

23、一一小小块块蓝蓝色色（或或白白色色）区区域域是是压压区区，另另有有小小块块白白色色区区域域是是中中测测点点（芯芯片片制制造造厂厂用用来来测测试试芯芯片片合合格格与与否否的的地地方方），上上图图中中芯芯片片表表面面粉粉红红色色部部位位为为氧氧化化硅硅。整整个个芯芯片片表表面面有有一一层层薄薄薄薄的的芯芯片片保保护护层层。腐腐球球后后的的压压区区有有不不同同的的颜颜色色，如如红红，黄黄，绿绿，蓝蓝，紫紫等等，这这是是因因为为氧氧化化层层厚厚度度不不同同的的缘缘故故。上上图图为为一一例例，实实际际上上视视芯芯片片不不同同各各部部位位颜颜色或形状有很大区别。色或形状有很大区别。第22页/共53页失效分

24、析的原则失效分析的原则 先无损，后有损。先无损，后有损。先电测试，外观检，后开盖。先电测试，外观检，后开盖。开盖后也要先无损（不引入新破坏），后破坏。开盖后也要先无损（不引入新破坏），后破坏。第23页/共53页失效分析程序失效分析程序失失效效现现象象记记录录。了了解解情情况况，了了解解失失效效现现场场信信息息，失失效效样样品品的的参数测试结果，失效样品的一些产品信息。参数测试结果，失效样品的一些产品信息。鉴鉴别别失失效效模模式式。用用现现有有设设备备确确认认产产品品失失效效是是否否与与客客户户所所述述一一致，并如实记录下失效情况。致，并如实记录下失效情况。用自已的语言用自已的语言描述失效特征描

25、述失效特征。按按照照失失效效分分析析程程序序一一一一检检查查，分分析析。通通常常有有下下述述几几步步：外外观观检检查查，电电参参数数测测式式，开开短短路路测测试试，X-RAYX-RAY检检查查，超超声声清清洗洗，超超声声波波离离层层分分析析，开开帽帽，内内部部目目检检，电电子子扫扫描描显显微微镜镜，腐腐球球并并检检查查压压区区。上上面面几几步步不不是是每每步步都都要要，要要有有针针对对性性地地做做，做做到到哪一步发现问题了，后面几步视情况也可省去。哪一步发现问题了，后面几步视情况也可省去。归纳分析结论归纳分析结论，提出自已对分析结果的看法。，提出自已对分析结果的看法。提出纠正建议措施。提出纠正

26、建议措施。出具分析报告出具分析报告。第24页/共53页失效信息收集失效信息收集 产产品品信信息息 ：生生产产日日期期 ，客客户户，封封装装形形式式，型型号号，批批号号，良良率率情情况况，生生产产批批还还是是试试验验批批，失失效效BinBin值值，焊焊丝丝规规格格，图图形形密密集集区区典典型型线线宽宽，芯芯片片厚厚度度，导导电电胶胶，采采用用的的料料饼饼，印印章章内内容容，是否测试过，测试机台状况等。是否测试过，测试机台状况等。失失效效现现象象记记录录。失失效效日日期期，失失效效地地点点，数数量量，失失效效环环境境，是是否否工工作作过过（即即是是否否焊焊在在整整机机上上使使用用过过），客客户户是

27、是否否在在使使用用前前对对产产品品测测试试过过，工作条件是否超过规格范围。工作条件是否超过规格范围。第25页/共53页鉴别失效模式鉴别失效模式电参数测试电参数测试。开短路测试开短路测试。目前有。目前有5 5台专用开短路测试机：台专用开短路测试机：S9100S9100，测试品种有，测试品种有PQFP44PQFP44，LQFP44LQFP44，PQFP52PQFP52，PQFP64PQFP64，DIPDIP和和SDIPSDIP中的部份。中的部份。CD318ACD318A，测试品种有，测试品种有，SOP8/SOP16/SOP20/24/28 SOP8/SOP16/SOP20/24/28，DIP8/1

28、4/16DIP8/14/16，密间距产品，手工机测试密间距产品，手工机测试DIPDIP系列。测试时要系列。测试时要了解对应主机电脑中是否有该品种的测试程了解对应主机电脑中是否有该品种的测试程序，如果没有则要请相关人员编写程序。序，如果没有则要请相关人员编写程序。第26页/共53页失效分析顺序失效分析顺序 外部目检外部目检X-RAYX-RAY检查检查超声清洗超声清洗复测复测SATSAT即超声检查即超声检查开帽后内部目检开帽后内部目检腐球检查腐球检查第27页/共53页X-RAYX-RAY检查检查X-RAYX-RAY检检查查。X-RAYX-RAY射射线线又又称称伦伦琴琴射射线线，一一种种波波长长很很

29、短短的的电电磁磁辐辐射射，由由德德国国物物理理学学家家伦伦琴琴在在18951895年年发发现现。一一般般指指电电子子能能量量发发生生很很大大变变化化时时放放出出的的短短波波辐辐射射，能能透透过过许许多多普普通通光光不不能能透透过过的的固固态态物物质质。利利用用可可靠靠性性分分析析室室里里的的X-RAYX-RAY分分析析仪仪，可可检检查查产产品品的的金金丝丝情情况况和和树树脂脂体体内内气气孔孔情情况况，以以及及芯芯片片下下面面导导电电胶胶内内的的气气泡，导电胶的分布范围情况。泡，导电胶的分布范围情况。第28页/共53页X-RAYX-RAY判断原则判断原则不良情况不良情况原因或责任者原因或责任者

30、球脱球脱 组装组装 点脱点脱 如大量点脱是同一只脚，则为组装不良。如点脱金丝形状较规如大量点脱是同一只脚，则为组装不良。如点脱金丝形状较规则，则为组装或包封之前则，则为组装或包封之前L/FL/F变形，运转过程中震动，上料框架变形，运转过程中震动，上料框架牵拉过大，牵拉过大，L/FL/F打在予热台上动作大，两道工序都要检查。如点打在予热台上动作大，两道工序都要检查。如点脱金丝弧度和旁边的金丝弧度差不多，则为组装造成。脱金丝弧度和旁边的金丝弧度差不多，则为组装造成。整体冲歪，乱，断整体冲歪，乱，断 为包封不良，原因为吹模不尽，料饼沾有生粉，予热不当或不为包封不良，原因为吹模不尽，料饼沾有生粉，予热

31、不当或不均匀，工艺参数不当，洗模异常从而导致模塑料在型腔中流动均匀，工艺参数不当，洗模异常从而导致模塑料在型腔中流动异常。异常。个别金丝断个别金丝断 组装擦断或产品使用时金丝熔断。组装擦断或产品使用时金丝熔断。只有局部冲歪只有局部冲歪 多数为包封定位时动作过大，牵拉上料框架时造成，也有部份多数为包封定位时动作过大，牵拉上料框架时造成，也有部份为内部气泡造成。为内部气泡造成。金丝相碰金丝相碰 弧度正常，小于正常冲歪率时，为装片或焊点位置欠妥弧度正常，小于正常冲歪率时，为装片或焊点位置欠妥 内焊脚偏移内焊脚偏移 多数为组装碰到内引脚。多数为组装碰到内引脚。塌丝塌丝 多数为排片时碰到。多数为排片时碰

32、到。导电胶分布情况导电胶分布情况 应比芯片面积稍大，且呈基本对称情形。应比芯片面积稍大，且呈基本对称情形。第29页/共53页超声清洗超声清洗 清清洗洗仅仅用用来来分分析析电电性性能能有有异异常常的的，失失效效可可能能与与外外壳壳或或芯芯片片表表面面污污染染有有关关的的器器件件。此此时时应应确确认认封封装装无无泄泄漏漏，目目的的是是清清除除外外壳壳上上的的污污染染物物。清清洗洗前前应应去去除除表表面面上上任任何何杂杂物物，再再重重测测电电参参数数，如如仍仍失失效效再再进进行行清清洗洗，清清洗洗后后现现测测电电参参数数，对对比比清清洗洗前前后后的的电电参参数数变变化化。清清洗洗剂剂应应选选用用不不

33、损损坏坏外外壳壳的的，通通常常使使用用丙丙酮酮，乙乙醇醇，甲甲苯苯，清清洗洗后后再再使使用用纯纯水水清清洗洗，最最后后用用丙丙酮酮，无无水水乙乙醇醇等等脱脱水水，再再烘烘干干。清清洗洗要要确确保不会带来由于清洗剂而引起的失效。保不会带来由于清洗剂而引起的失效。第30页/共53页超声检测分析。超声检测分析。SATSAT即超声波形显示检查。即超声波形显示检查。超超声声波波，指指频频率率超超过过20KHZ20KHZ的的声声波波（人人耳耳听听不不见见，频频率率低低于于HZHZ的的声声波波称称为为次次声声波波），它它的的典典型型特特征征：碰碰到到气气体体100%100%反反射射，在在不不同同物质分界面产

34、生反射物质分界面产生反射,和光一样直线传播。和光一样直线传播。SATSAT就就是是利利用用这这些些超超声声波波特特征征来来对对产产品品内内部部进进行行检检测测，以以确确定定产产品品密密封封性性是是否否符符合合要要求求，产品是否有内部离层。产品是否有内部离层。第31页/共53页超声判别原则超声判别原则 芯片表面不可有离层芯片表面不可有离层 镀银脚精压区域不可有离层镀银脚精压区域不可有离层内内引引脚脚部部分分离离层层相相连连的的面面积积不不可可超超过过胶胶体体正正面面面面积积的的20%20%或或引引脚脚通通过过离离层层相相连连的的脚脚数数不不可可超过引脚总数的超过引脚总数的1/51/5芯芯片片四四

35、周周导导电电胶胶造造成成的的离离层层在在做做可可靠靠性性试试验验通通过过或或做做BscanBscan时时未未超超出出芯芯片片高高度度的的2/32/3应应认认为正常。为正常。判断超声图片时要以波形为准，要注意对颜判断超声图片时要以波形为准，要注意对颜色黑白异常区域的波形检查色黑白异常区域的波形检查 第32页/共53页 超声检查时应注意超声检查时应注意 对对焦焦一一定定要要对对好好，可可反反复复调调整整，直直到到扫扫描描出出来来的的图图像像很很“干脆干脆”，不出现那种零零碎碎的红点。，不出现那种零零碎碎的红点。注意增益，扫描出来的图像不能太亮，也不能太暗。注意增益，扫描出来的图像不能太亮，也不能太

36、暗。注注意意产产品品不不能能放放反反，产产品品表表面面不不能能有有任任何何如如印印记记之之类类造成的坑坑洼洼，或其它杂质，气泡。造成的坑坑洼洼，或其它杂质，气泡。探探头头有有高高频频和和低低频频之之分分，针针对对不不同同产产品品选选用用不不同同的的探探头头（由由分分析析室室工工作作人人员员调调整整）。通通常常树树脂脂体体厚厚的的产产品品，采采用用低低频频探探头头，否否则则采采用用高高频频探探头头。因因频频率率高高穿穿透透能能力差。力差。第33页/共53页开帽开帽 高高分分子子的的树树脂脂体体在在热热的的浓浓硝硝酸酸（98%98%）或或浓浓硫硫酸酸作作用用下下，被被腐腐去去变变成成易易溶溶于于丙

37、丙酮酮的的低低分分子子化化合合物物，在在超超声声作作用用下下，低低分分子子化合物被清洗掉，从而露出芯片表层。化合物被清洗掉，从而露出芯片表层。开开帽帽方方法法一一：取取一一块块不不锈锈钢钢板板，上上铺铺一一层层薄薄薄薄的的黄黄沙沙（也也可可不不加加沙沙产产品品直直接接在在钢钢板板上上加加热热），放放在在电电炉炉上上加加热热，砂砂温温要要达达100-1100-10 0度度，将将产产品品放放在在砂砂子子上上，芯芯片片正正面面方方向向向向上上，用用吸吸管管吸吸取取少少量量的的发发烟烟硝硝酸酸（浓浓度度98%98%）。滴滴在在产产品品表表面面，这这时时树树脂脂表表面面起起化化学学反反应应，且且冒冒出出

38、气气泡泡，待待反反应应稍稍止止再再滴滴，这这样样连连滴滴5-105-10滴滴后后，用用镊镊子子夹夹住住，放放入入盛盛有有丙丙酮酮的的烧烧杯杯中中，在在超超声声机机中中清清洗洗2-52-5分分钟钟后后，取取出出再再滴滴，如如此此反反复复，直直到到露露出出芯芯片片为为止止，最最后后必必须须以以干干净净的的丙丙酮酮反反复复清清洗洗确确保保芯芯片片表表面面无无残残留物。留物。第34页/共53页开帽方法二开帽方法二将所有产品一次性放入98%的浓硫酸中煮沸。这种方法对于量多且只要看芯片是否破裂的情况较合适。缺点是操作较危险。要掌握要领。第35页/共53页开帽注意点开帽注意点所所有有一一切切操操作作均均应应

39、在在通通风风柜柜中中进进行行，且且要要戴戴好好防防酸酸手套。手套。产产品品开开帽帽越越到到最最后后越越要要少少滴滴酸酸，勤勤清清洗洗，以以避避免免过过腐蚀。腐蚀。清清洗洗过过程程中中注注意意镊镊子子勿勿碰碰到到金金丝丝和和芯芯片片表表面面，以以免免擦伤芯片和金丝。擦伤芯片和金丝。根根据据产产品品或或分分析析要要求求有有的的开开帽帽后后要要露露出出芯芯片片下下面面的的导电胶导电胶.,.,或者第二点或者第二点.另另外外，有有的的情情况况下下要要将将已已开开帽帽产产品品按按排排重重测测。此此时时应应首首先先放放在在8080倍倍显显微微镜镜下下观观察察芯芯片片上上金金丝丝是是否否断断，塌丝，如无则用刀

40、片刮去管脚上黑膜后送测。塌丝，如无则用刀片刮去管脚上黑膜后送测。注意控制开帽温度不要太高。注意控制开帽温度不要太高。第36页/共53页附附:分析中常用酸分析中常用酸1，浓硫酸。这里指98%的浓硫酸,它有强烈的脱水性,吸水性和氧化性。开帽时用来一次性煮大量的产品，这里利用了它的脱水性和强氧化性。浓盐酸。指37%（V/V）的盐酸，有强烈的挥发性，氧化性。分析中用来去除芯片上的铝层。发烟硝酸，指浓度为98%（V/V）的硝酸。用来开帽。有强烈的挥发性，氧化性，因溶有NO2而呈红褐色。王水，指一体积浓硝酸和三体积浓盐酸的混合物。分析中用来腐金球，因它腐蚀性很强可腐蚀金。第37页/共53页内部目检内部目检

41、 视视产产品品不不同同分分别别放放在在200200倍倍或或500500倍倍金金相相显显微微镜镜下下或或立立体体显显微微下下仔仔细细观观察察芯芯片片表表面面是是否否有有裂裂缝缝，断断铝铝，擦擦伤伤，烧烧伤伤，沾沾污污等等异异常常。对对于于芯芯片片裂裂缝缝要要从从反反面面开开帽帽以以观观察察芯芯片片反反面面有有否否装装片片时时顶顶针针顶顶坏坏点点，因因为为正正面面开开帽帽取取下下芯芯片片时时易易使芯片破裂。反面的导电胶可用硝酸慢慢腐，再用较软的细铜丝轻轻刮去。使芯片破裂。反面的导电胶可用硝酸慢慢腐，再用较软的细铜丝轻轻刮去。第38页/共53页腐球分析腐球分析将将已已开开帽帽的的产产品品放放在在加加

42、热热到到沸沸腾腾的的10%10%20%20%的的KOHKOH（或或NaOHNaOH）溶溶液液中中或或加加热热到到沸沸腾腾的的王王水水（即即3 3：1 1的的浓浓盐盐酸酸和和浓浓硝硝酸酸混混合合溶溶液液）中中。浸浸泡泡约约3 3到到5 5分分钟钟（个个别别产产品品浸浸泡泡时时间间要要求求较较长长，达达1010分分钟钟以以上上）。在在100100到到200200倍倍显显微微镜镜下下用用细细针针头头轻轻轻轻将将金金丝丝从从芯芯片片上上移移开开（注注意意勿勿碰碰到到芯芯片片），如如发发现现金金球球仍仍牢牢牢牢地地粘粘在在芯芯片片上上，则则说说明明还还需需再再腐腐球球，千千万万不不要要硬硬拉拉金金丝，以

43、免造成人为的凹坑，造成误判。丝，以免造成人为的凹坑，造成误判。第39页/共53页分析过程中要检查的内容分析过程中要检查的内容 外外部部目目检检。是是否否有有树树脂脂体体裂裂缝缝，管管脚脚间间杂杂物物致致短短路路，管管脚脚是是否否被被拉拉出出树树脂脂体体，管脚根部是否露铜，管脚和树脂体是否被沾污，管脚是否弯曲变形等不良。管脚根部是否露铜，管脚和树脂体是否被沾污，管脚是否弯曲变形等不良。X-RAYX-RAY 是是否否有有球球脱脱、点点脱脱、整整体体冲冲歪歪，金金丝丝乱乱，断断、局局部部冲冲歪歪、塌塌丝丝、金金丝丝相相碰碰、焊焊脚脚偏偏移移、胶胶体体空空洞洞、焊焊料料空空洞洞，焊焊料料覆覆盖盖面面积

44、积，管管脚脚间间是是否否有有杂杂物物导致管脚短路等异常。导致管脚短路等异常。超声检测超声检测。是否有芯片表面、焊线第二点、胶体与引线框之间等的内部离层。是否有芯片表面、焊线第二点、胶体与引线框之间等的内部离层。开开帽帽后后的的内内部部目目检检。4 41 1，用用30-5030-50倍倍立立体体显显微微镜镜检检查查：键键合合线线过过长长而而下下塌塌碰碰坏坏芯芯片片；键键合合线线尾尾部部过过长长而而引引起起短短路路；键键合合线线颈颈部部损损伤伤或或引引线线断断裂裂；键键合合点点或或键键合合线线被被腐腐蚀蚀；键键合合点点尽尽寸寸或或位位置置不不当当；芯芯片片粘粘接接材材料料用用量量不不当当或或裂裂缝

45、缝；芯芯片片抬抬起起，芯芯片片取取向向不不当当，芯芯片片裂裂缝缝；多多余余的的键键合合线线头头或或外外来来颗颗粒粒等等。4.24.2，金金属属化化，薄薄膜膜电电阻阻器器缺缺陷陷在在50-20050-200倍倍显显微微镜镜下下检检查查，主主要要有有腐腐蚀蚀，烧烧毁毁，严严重重的的机机械械损损伤伤；光光刻刻缺缺陷陷，电电迁迁移移现现象象，金金属属化化层层过过薄薄，台台阶阶断断铝铝，表表面面粗粗糙糙发发黑黑，外外来来物物沾沾污污等等。4.3 4.3 金金属属化化覆覆盖盖接接触触孔孔不不全全，氧氧化化层层/钝钝化化层层缺缺陷陷出出现现在在金金属属化化条条下下面或有源区内，钝化层裂纹或划伤。面或有源区内

46、，钝化层裂纹或划伤。腐腐球球分分析析。主主要要目目的的是是检检查查球球焊焊时时采采用用的的工工艺艺是是否否对对压压焊焊区区造造成成不不良良影影响响如如弹坑即压区破裂。此时对其它部位可检查可忽略。弹坑即压区破裂。此时对其它部位可检查可忽略。第40页/共53页镜检能发现的问题（一）镜检能发现的问题（一）寻寻找找多多余余物物和和外外来来沾沾污污物物如如残残留留金金丝丝，芯芯片片边边缘缘碎碎裂裂留留下下的的硅硅碴碴，焊焊料料碴碴，口口水水星星子子（高高温温存存放放后后常常呈呈现现棕棕黄黄色色小小圆圆点点），水水渍渍，残残存光刻胶，灰尘。存光刻胶，灰尘。判判断断金金属属化化层层表表面面有有无无钝钝化化层

47、层。如如果果方方形形键键合合电电极极周周围围有有方方框框则则说说明明表表面面有有钝钝化化层层，与与键键合合点点下下的的电电极极相相比比有有明明显显的的色色差差。同同时时有有钝钝化化层层时时的的芯芯片片各各扩扩散散区区之之间间的的颜颜色色不不如如无无钝钝化化层层时时鲜鲜艳艳，如如果果钝钝化层呈现浅黄色，说明钝化层是聚酰亚胺有机涂层。化层呈现浅黄色，说明钝化层是聚酰亚胺有机涂层。根根据据颜颜色色寻寻找找工工艺艺缺缺陷陷。芯芯片片表表面面的的二二氧氧化化硅硅钝钝化化层层不不同同的的厚厚度度有有不不同同的的干干涉涉颜颜色色，如如灰灰0.010.01微微米米，黄黄褐褐色色0.030.03微微米米，茶茶色

48、色0.050.05微微米米,蓝蓝0.080.08微微米米，紫紫色色0.10.1微微米米,绿绿色色0.180.18微微米米,黄黄色色0.210.21微微米米,橙橙色色0.220.22微微米米,红红色色0.250.25微微米米(指指一一次次干干涉涉颜颜色色)，故故根根据据芯芯片片表表面面的的颜颜色色可可判判断断不不同同扩扩散散区区，或或根根据据芯芯片片表表面面上上反反常常的的颜颜色色斑斑点点来来判判断断钝钝化层和光刻化层和光刻/扩散缺陷。扩散缺陷。第41页/共53页镜检能发现的问题镜检能发现的问题（二）（二）根根据据几几何何形形状状判判断断。可可判判断断线线路路设设计计结结构构缺缺陷陷，金金属属化

49、化伤伤痕痕和和裂裂断断，金金属属化化烧烧毁毁，键键合合点点形形状状和和位位置置，键键合合线线与与芯芯片片的的夹夹角角，MOSMOS管管的的沟沟道道露露出出，接接触触孔孔的的覆覆盖盖情情况况，芯芯片片缺缺口口或或裂裂缝缝接接近近有有源源区区，芯芯片片安安装装方方向向和和焊焊料料多多少。少。通常可鉴别出的失效模式或机理如下：通常可鉴别出的失效模式或机理如下：过过电电应应力力引引起起的的键键合合线线或或金金属属化化的的开开路路或或短短路路，以以及及较较轻轻的的电电损损伤伤痕痕迹迹如如静静电电击击穿点。穿点。键合线或金属化焊接区的开路及短路。键合线或金属化焊接区的开路及短路。金属电迁移。金属电迁移。金

50、属化缺损或剥皮。金属化缺损或剥皮。封装内部的金属腐蚀。封装内部的金属腐蚀。氧化层污染，变色，缺陷，裂缝。氧化层污染，变色，缺陷，裂缝。芯片表面或芯片衬底的裂缝。芯片表面或芯片衬底的裂缝。掩模未套准。掩模未套准。外来多余物，特别是导电的可动多余物。外来多余物，特别是导电的可动多余物。键合位置不良。键合位置不良。管脚腐蚀或镀层脱落。管脚腐蚀或镀层脱落。经过介质层或氧化层的短路。经过介质层或氧化层的短路。第42页/共53页内涂料内涂料的去除的去除开开帽帽后后目目检检时时要要去去除除芯芯片片表表面面的的钝钝化化层层或或内内涂涂料料（我我们们所所说说的的点点胶胶），内内涂涂料料去去除除：聚聚脂脂涂涂料料