半导体测试失效分析介绍
失效分析项目介绍 国家检测中心失效分析简介 芯片开封Decap Decap即开封,也称开盖,开帽,指给完整封装的IC做局部腐蚀,使得IC可以暴露出来,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,方便观察或做其他测试(如FIB,EMMI), Decap后功能正常。 服务范围:芯片开封,环氧树脂去除,IGBT硅胶去除,样品剪薄 服务内容:1.IC开封(正面/背面) QFP, QFN, SOT,TO, DIP,BGA,COB等 2.样品减薄(陶瓷,金属除外) 3.激光打标 无损检测X-Ray X-Ray是利用阴极射线管产生高能量电子与金属靶撞击,在撞击过程中,因电子突然减速,其损失的动能会以X-Ray形式放出。而对于样品无法以外观方式观测的位置,利用X-Ray穿透不同密度物质后其光强度的变化,产生的对比效果可形成影像,即可显示出待测物的内部结构,进而可在不破坏待测物的情况下观察待测物内部有问题的区域。 服务范围:产品研发,样品试制,失效分析,过程监控和大批量产品观测 服务内容:1.观测DIP、SOP、QFP、QFN、BGA、Flipchip等不同封装的半导体、电阻、电容等电子元器件以及小型PCB印刷电路板 2.观测器件内部芯片大小、数量、叠die、绑线情况 3.观测芯片crack、点胶不均、断线、搭线、内部气泡等封装缺陷,以及焊锡球冷焊、虚焊等焊接缺陷 无损检测3D X-Ray X-Ray是利用阴极射线管产生高能量电子与金属靶撞击,在撞击过程中,因电子突然减速,其损失的动能会以X-Ray形式放出。而对于样品无法以外观方式观测的位置,利用X-Ray穿透不同密度物质后其光强度的变化,产生的对比效果可形成影像,即可显示出待测物的内部结构,进而可在不破坏待测物的情况下观察待测物内部有问题的区域。 服务范围:产品研发,样品试制,失效分析,过程监控和大批量产品观测 服务内容:1.观测DIP、SOP、QFP、QFN、BGA、Flipchip等不同封装的半导体、电阻、电容等电子元器件以及小型PCB印刷电路板 2.观测器件内部芯片大小、数量、叠die、绑线情况 3.观测芯片crack、点胶不均、断线、搭线、内部气泡等封装缺陷,以及焊锡球冷焊、虚焊等焊接缺陷 无损检测超声波扫描显微SAT 超声波扫描显微镜的应用领域 半导体电子行业:半导体晶圆片、封装器件、大功率器件IGBT、红外器件、光电传感器件、SMT贴片器件、MEMS等; 材料行业:复合材料、镀膜、电镀、注塑、合金、超导材料、陶瓷、金属焊接、摩擦界面等; 生物医学:活体细胞动态研究、骨骼、血管的研究等. 塑料封装IC、晶片、PCB、LED 超声波扫描显微镜应用范围: 超声波显微镜的在失效分析中的优势 非破坏性、无损检测材料或IC芯片内部结构 可分层扫描、多层扫描 实施、直观的图像及分析 缺陷的测量及缺陷面积和数量统计 可显示材料内部的三维图像 对人体是没有伤害的 可检测各种缺陷(裂纹、分层、夹杂物、附着物、空洞、孔洞等) 无损检测IV 验证及量测半导体电子组件的电性、参数及特性。比如电压-电流。集成电路失效分析流程中,I/V Curve的量测往往是非破坏分析的第二步(外观检查排在第一步),可见Curve量测的重要性。 服务范围:封装测试厂,SMT领域等 服务内容:1.Open/Short Test 2.I/V Curve Analysis 3.Idd Measuring 4.Powered Leakage(漏电)Test 喷金镀膜 们平时在做FIB或者SEM时会遇到这样的问题,因为设备适用于导电性良好的材料成像或加工,对于材料导电性一般或不导电的材料应该如何测试加工呢? 这个时候我们可以用一些方法辅助增加材料的导电性,比如为材料喷金,镀pt,粘导电胶等等,除了设备本身自带的功能外,还可以用镀膜机来处理样品。 镀膜机操作简单,费用低廉。可以为样品表面增加导电材料。 北软检测失效分析实验室镀膜机,是一款多功能紧凑型机械泵磁控离子真空镀膜系统,对于FIB/SEM样品制备及其它镀膜应用非常理想。直径为165mm/6.5”的腔室可容纳多种需要镀导电膜的样品 – 尤其用于在FIB/SEM应用中提高成像质量。 各种镀膜材质选择: 金 – 常规SEM应用时使用最普遍的靶材;溅射速度快且导电效果最好。 银 – 高导电性且具有高的二次电子发射率。溅射上去的银易于去除,可使样品成像后还原到其原来状态。 铂 – 在机械泵抽真空的溅射镀膜系统中它的颗粒尺寸最小,且具有优良的二次电子发射能力。 钯 – 用于x射线能谱分析非常理想,因其谱线分布冲突相对较低。 金/钯合金(80:20%) - 通过限制沉积期间金颗粒的团聚,钯可提高最终分辨率。 碳丝蒸镀 – 碳丝蒸镀过程的闪蒸特性及快速更换碳丝的能力,使其处理样品速度非常快。 碳棒蒸发 – 用于需要减慢速度但可控性更好的蒸发过程,可制备更趋向无定形的碳膜。 聚焦离子束显微镜FIB FIB(聚焦离子束,Focused Ion beam)是将液态金属离子源产生的离子束经过离子枪加速,聚焦后照射于样品表面产生二次电子信号取得电子像,此功能与SEM(扫描电子显微镜)相似,或用强电流离子束对表面原子进行剥离,以完成微、纳米级表面形貌加工。 服务范围:工业和理论材料研究,半导体,数据存储,自然资源等领域 服务内容:1.芯片电路修改和布局验证 2.Cross-Section截面分析 3.Probing Pad 4.定点切割 微光显微镜EMMI 对于故障分析而言,微光显微镜(Emission Microscope, EMMI)是一种相当有用且效率极高的分析工具。主要侦测IC内部所放出光子。在IC元件中,EHP(Electron Hole Pairs)Recombination会放出光子(Photon)。如在P-N结加偏压,此时N阱的电子很容易扩散到P阱,而P的空穴也容易扩散至N,然后与P端的空穴(或N端的电子)做EHP Recombination。 服务范围:故障点定位、寻找近红外波段发光点 服务内容:1.P-N接面漏电;P-N接面崩溃 2.饱和区晶体管的热电子 3.氧化层漏电流产生的光子激发 4.Latch up、Gate Oxide Defect、Junction Leakage、Hot Carriers Effect、ESD等问题 扫描电镜SEM SEM形貌观测扫描电镜(SEM)可直接利用样品表面材料的物质性能进行微观成像。 服务范围:军工,航天,半导体,先进材料等 服务内容:1.材料表面形貌分析,微区形貌观察 2.材料形状、大小、表面、断面、粒径分布分析 3.薄膜样品表面形貌观察、薄膜粗糙度及膜厚分析 4.纳米尺寸量测及标示 能谱成分分析EDX EDX成分分析EDX是借助于分析试样发出的元素特征X射线波长和强度实现的,根据不同元素特征X射线波长的不同来测定试样所含的元素。通过对比不同元素谱线的强度可以测定试样中元素的含量。通常EDX结合电子显微镜(SEM)使用,可以对样品进行微区成分分析。 服务范围:军工,航天,半导体,先进材料等 服务内容:微区成分定性分析,分析成分及大概比例 显微镜分析OM 金相显微镜分析:可用来进行器件外观及失效部位的表面形状,尺寸,结构,缺陷等观察。金相显微镜系统是将传统的光学显微镜与计算机(数码相机)通过光电转换有机的结合在一起,不仅可以在目镜上作显微观察,还能在计算机(数码相机)显示屏幕上观察实时动态图像,电脑型金相显微镜并能将所需要的图片进行编辑、保存和打印。 服务范围:可供研究单位、冶金、机械制造工厂以及高等工业院校进行金 属学与热处理、金属物理学、炼钢与铸造过程等金相试验研究之用 服务内容:1.样品外观、形貌检测 2.制备样片的金相显微分析 3.各种缺陷的查找 体视显微镜,亦称实体显微镜或解剖镜。是一种具有正像立体感的目视仪器,从不同角度观察物体,使双眼引起立体感觉的双目显微镜。对观察体无需加工制作,直接放入镜头下配合照明即可观察,成像是直立的,便于操作和解剖。视场直径大,但观察物要求放 大倍率在200倍以下。 服务范围:电子精密部件装配检修,纺织业的品质控制、文物 、邮票的 辅助鉴别及各种物质表面观察 服务内容:1.样品外观、形貌检测 2.制备样片的观察分析 3.封装开帽后的检查分析 4.晶体管点焊、检查 探针测试Probe 探针台主要应用于半导体行业、光电行业。针对集成电路以及封装的测试。 广泛应用于复杂、高速器件的精密电气测量的研发,旨在确保质量及可靠性,并缩减研发时间和器件制造工艺的成本。 服务范围:8寸以内Wafer,IC测试,IC设计等 服务内容:1.微小连接点信号引出 2.失效分析失效确认 3.FIB电路修改后电学特性确认 4.晶圆可靠性验证体视显微镜,亦称实体显微镜或解剖镜。是一种具有正像立体感的目视仪器,从不同角度观察物体,使双眼引起立体感觉的双目显微镜。对观察体无需加工制作,直接放入镜头下配合照明即可观察,成像是直立的,便于操作和解剖。视场直径大,但观察物要求放 大倍率在200倍以下。 |