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芯片質量缺陷損失重大,如何早發現早解決?

2024-10-31  瀏覽量:157

 

芯片質量缺陷損失重大,如何早發現早解決?

 

IC,即集成電路,是現代電子科技的基石,作為一種微型電子器件或部件,它扮演著大多數電路的核心與智慧中樞的角色。幾乎在每一塊電路板上,你都能發現它的身影,其質量之重要性不言而喻,堪稱至關重要。

 

 

今天以IC失效為例,通過X-ray檢查、失效現象確認、超聲掃描、開封觀察、定位分析、SEM形貌觀察、FIB切割分析等分析測試手段查詢其失效原因,并最終分析總結提出改善建議。

 

測試分析

 

1 外觀檢查+無損檢測

 

某型號IC出現失效,經定位為HOST IC的 PIN38對GND短路。

外觀檢查:NG件表面絲印清晰,未發現明顯的破損、燒毀等明顯異常。

無損檢測:NG件內部結構完整,內部鍵合區域未發現燒毀及搭接現象。

 

2 失效現象確認

 

測試結果顯示:OK1的pin38對pin60(VSS)有漏電現象,其它引腳間也存在漏電現象。

 

 

3 超聲掃描

 

掃描結果顯示:聚焦到晶圓芯片表面,未發現NG1晶圓表面存在明顯分層;聚焦到芯片框架,發現框架部位存在分層,但分層位置不在芯片鍵合區,不會導致芯片漏電失效。

 

 

4 開封觀察

 

開封結果顯示:NG1中間區域有疑似燒毀現象,其他區域未發現明顯燒毀。

 

 

5 定位分析

 

定位結果顯示:NG1通過定位發現有明顯的漏電點,漏電點的位置與開封觀察發現的疑似燒毀位置一致,而芯片其他區域未發現明顯的漏電點。

 

 

6 SEM形貌觀察

 

觀察結果顯示:NG1定位顯示的漏電區域有明顯的燒毀現象,燒毀旁邊也發現有明顯的裂紋。

 

 

7 FIB切割分析

 

對失效芯片燒毀位置進行FIB切割,觀察其燒毀區域的形貌。

經過多次切割后觀察發現:

(1)第一次切割觀察時,芯片內部發現存在空洞及裂紋,空洞周邊形狀規則,未發現燒毀的跡象,說明空洞是本身存在的;

(2)第二次切割觀察時,第一次發現的空洞在減小,且在上下兩層間發現有金屬,上下兩層間有金屬也應屬于芯片本身缺陷;

(3)第三次、第四次切割時,單層線路周邊內部出現了燒毀,且內部發現有多處空洞。

 

 

結論

 

分析:

(1)失效IC表面無明顯的燒毀、裂紋等跡象,X-ray檢查也未發現內部結構、鍵合有明顯燒毀的現象,因此可排除IC因大電流導致的燒毀;

(2)通過引腳間的半導體特性測試,確認pin38對pin60(VSS)有漏電現象,其他引腳也發現有漏電現象。超聲掃描發現失效IC框架有分層現象,但不在鍵合區,不會導致芯片失效;

(3)開封觀察發現有疑似燒毀的現象,通過定位分析及SEM觀察,確認其失效IC內部存在燒毀現象;

(4)通過FIB切割觀察發現,失效芯片單層線路有空洞及燒毀,且上下層之間存在金屬,第一次切割時單層線路存在空洞,空洞周邊無明顯的燒毀,因此屬于物料本身缺陷;繼續切割后上下層之間出現金屬,也應屬于物料本身缺陷。

 

總結:

本案件中失效晶元內部線路層中發現有空洞現象,會導致晶元內部線路變窄從而引起線路的通流能力下降,最終導致晶元內部線路燒毀,而晶元內部存在空洞屬于物料本身缺陷。

 

*** 以上內容均為原創,如需轉載,請注明出處 ***

 

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