故障分析
失效分析(FA)需要大量分析方法和技術(shù)來了解產(chǎn)品的制造或應用中可能出現(xiàn)的問題。我們的FA工程師或分析師具備解決復雜過程的能力,因為他們精通設(shè)計,工藝,組裝和測試以及應用,并具備物理,電氣,化學和機械工程方面的深厚知識。
配備了最先進的儀器和工程專業(yè)知識,通過半導體和封裝分析來了解和解決問題。分析實驗室可在全球范圍內(nèi)使用,以支持客戶退貨,可靠性故障,制造影響和設(shè)計。這些實驗室包括許多用于單元分析,過程表征,破壞性物理分析和結(jié)構(gòu)分析的工具。我們的FA站點自主運營,但與世界各地的TI站點合作共享信息和資源。
失敗分析過程
FA過程通過直觀但復雜的分析測量系統(tǒng),臺式設(shè)備以及一系列其他技術(shù)發(fā)現(xiàn)電氣和物理證據(jù),以清楚地識別故障原因。使用適當?shù)脑O(shè)備和工作程序,確定故障原因的位置,將其隔離在芯片上并進行物理表征。FA團隊隨后與其他工程學科(產(chǎn)品,測試,設(shè)計,裝配和工藝)合作,推動分析。將進展,結(jié)果和結(jié)論傳達給支持流程的內(nèi)部和外部聯(lián)系人,實施限制和/或消除失敗原因的變更。
信息審查,失敗確認
客戶報告的故障文檔對于高效的FA非常重要。所有客戶都必須提交一份客戶退貨信息表格,該表格由FA分析師保留以供審查。它包括設(shè)備歷史記錄,使用情況,故障特征以及返回設(shè)備之前的任何分析結(jié)果的清晰詳細的說明。這些信息將有助于調(diào)查并確保及時解決問題。
客戶在報告失敗時應包含的最小背景信息集包括:
在收到組件處理。拆卸和搬運部件時應采取預防措施,以確保不會發(fā)生電氣或物理損壞,并保持包裝的可測性。
客戶現(xiàn)場的故障歷史和故障率。這是新產(chǎn)品還是在這個時間框架內(nèi)發(fā)生了變化?
發(fā)生故障的應用條件。
應用程序的失敗模式以及它與返回的組件的關(guān)系。
FA團隊審查歷史數(shù)據(jù)庫以提供更多的觀點和指導。經(jīng)過對所有信息的審查后,形成了初步的分析策略。在進一步的分析步驟之前應確認報告的故障模式。與報告失敗模式良好的相關(guān)性可確保后續(xù)調(diào)查結(jié)果的可信度。臺式測試設(shè)備,如曲線追蹤儀或基于應用的臺架測試,以及生產(chǎn)級自動測試設(shè)備('ATE')可用于電氣特性分析。
非破壞性測試
FA本身就是逆向工程,可能會破壞返回的產(chǎn)品。由于封裝將至少部分被破壞以暴露裸片,所以首先執(zhí)行非破壞性技術(shù)以觀察封裝或組件相關(guān)的故障機制。使用的最常用技術(shù)是聲學顯微鏡和X射線(XRAY)檢查,以查找內(nèi)部裝配或成型異常情況。
內(nèi)部檢查
進行內(nèi)部光學檢查以檢查是否有任何明顯的組裝異?;?a target="_blank">晶圓制造問題。還建議重新測試以確定故障模式是否已更改。
全局隔離
在很多情況下,內(nèi)部檢查不會發(fā)現(xiàn)明顯的失效機制。根據(jù)可測試性的技術(shù)和水平,F(xiàn)A實驗室將利用一種或多種技術(shù)來隔離故障點。這些技術(shù)中的大多數(shù)試圖觀察失效位置的性質(zhì),例如熱耗散或光子發(fā)射。
本地隔離
將故障點局部隔離到裸片上的塊或單個節(jié)點是一個常見但非常關(guān)鍵的步驟。但是,這也可能是耗時的。在大多數(shù)情況下,需要廣泛的內(nèi)部探測,并且通常是迭代的,逐層進行解除處理。去加工是一次去除一層晶粒的過程,這可能需要濕化學,干法等離子刻蝕和機械拋光技術(shù)來揭示下面的結(jié)構(gòu)。由于過程的破壞性和重要信息的潛在損失,適當?shù)募夹g(shù)是至關(guān)重要的。在此過程中,F(xiàn)A分析師執(zhí)行探測和其他特定技術(shù)來突出潛在的異常情況。從探測觀點來看,采用布局/示意導航工具和聚焦離子束(FIB)來輔助組件和電路隔離。
失效現(xiàn)場分析
一旦確定或揭示了潛在的地點,就要進行文件和分析。取決于是否需要形態(tài)學或材料組成,采用進一步的分析技術(shù)。
報告結(jié)論
一旦分析完成,將在書面報告中記錄工作,說明物理異常與故障模式之間的關(guān)系,并包括足夠的文件以進行根本原因分析。
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原文標題:故障分析
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