芯片失效分析檢測是一項關(guān)鍵的技術(shù)活動，旨在確定芯片在使用過程中出現(xiàn)故障的原因。以下是詳細(xì)介紹：
一、定義與目的
芯片失效分析檢測是判斷芯片失效性質(zhì)、分析失效原因、研究預(yù)防措施的技術(shù)工作。其目的在于提高芯片品質(zhì)，改善生產(chǎn)方案，從而保障產(chǎn)品品質(zhì)。
二、檢測對象與來源
芯片失效分析檢測的樣品通常是已經(jīng)出現(xiàn)故障或疑似故障的芯片。這些芯片可能來自各種電子設(shè)備，如計算機、手機、平板電腦等。
三、檢測流程與方法
芯片失效分析檢測通常遵循以下流程，并采用多種方法進(jìn)行檢測：
1. 外觀檢查：
使用肉眼或光學(xué)顯微鏡觀察芯片的外觀，檢查是否有物理損壞、腐蝕、氧化、劃痕、裂紋、焊點問題等。
2. 電路連通性測試：
使用多米尼克等測試工具，檢查芯片引腳之間的連通性，以確認(rèn)是否存在開路或短路問題。
3. X射線檢測：
通過使用X射線檢測設(shè)備，可以透視芯片內(nèi)部，觀察其封裝情況，檢測是否存在隱蔽的焊接缺陷、金屬短路、分層剝離、爆裂以及鍵合線錯位斷裂等問題。
4. 熱分析：
使用熱成像儀等工具，檢測芯片在工作過程中的溫度分布，以確定是否存在熱失效問題，如燒結(jié)不良、過熱等。
5. 功能測試：
使用測試儀器對芯片進(jìn)行功能測試，如邏輯功能測試、時序功能測試、模擬功能測試等，以確定芯片是否存在功能故障。
6. 物理分析：
使用掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀等儀器對芯片進(jìn)行物理分析，觀察芯片的微觀結(jié)構(gòu)和表面形貌，確定是否存在物理損壞、腐蝕、氧化等情況。
7. 電學(xué)分析：
使用示波器、邏輯分析儀、信號源等儀器對芯片進(jìn)行電學(xué)性能測試，如電阻、電容、電感、電壓、電流等，以確定芯片是否存在電學(xué)故障。
8. 化學(xué)分析：
通過在芯片表面進(jìn)行化學(xué)處理，例如腐蝕或電鍍等，可以顯示芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)和元素組成，從而分析芯片失效的化學(xué)原因。
9. 聲學(xué)掃描：
利用超聲波反射與傳輸?shù)奶匦?，判斷器件?nèi)部材料的晶格結(jié)構(gòu)，有無雜質(zhì)顆粒以及發(fā)現(xiàn)器件中空洞、裂紋等異常情況。
10. 芯片開封：
作為一種有損的檢測方式，芯片開封可以剝除外部IC封膠，觀察芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)。主要方法有機械開封與化學(xué)開封。需特別注意保持芯片功能的完整。開封后的芯片可使用掃描電子顯微鏡觀察其內(nèi)部形貌、晶體缺陷、飛線分布情況等。
四、檢測儀器與設(shè)備
芯片失效分析檢測中常用的儀器與設(shè)備包括光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀、示波器、邏輯分析儀、信號源、熱成像儀、X射線檢測設(shè)備、超聲波掃描設(shè)備、芯片開封設(shè)備等。
五、檢測結(jié)果與報告
完成檢測后，需要對收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，識別失效模式和根本原因。然后撰寫失效分析報告，詳細(xì)記錄分析過程、發(fā)現(xiàn)的缺陷、根本原因及改進(jìn)建議。
六、改進(jìn)措施與實施
根據(jù)分析結(jié)果，提出改進(jìn)措施，優(yōu)化設(shè)計、工藝或材料，以防止類似失效再次發(fā)生。實施改進(jìn)措施后，進(jìn)行驗證測試，確認(rèn)改進(jìn)的有效性。
總之，芯片失效分析檢測是一項復(fù)雜而關(guān)鍵的技術(shù)活動。通過綜合運用多種技術(shù)手段和儀器設(shè)備，可以準(zhǔn)確識別芯片中的故障并找出導(dǎo)致故障的原因。這有助于提高芯片的可靠性和性能，減少后續(xù)的失效風(fēng)險，并為后續(xù)產(chǎn)品改進(jìn)和研發(fā)工作提供重要參考。
