PCB電路板失效分析方法步驟包括以下幾個(gè)方面:
1.打開(kāi)前檢查,外觀檢查,x光線檢查,掃描聲學(xué)顯微鏡檢查。
2.打開(kāi)顯微鏡檢查。
3.電氣性能分析,瑕疵定位技術(shù)、電路分析及微探針?lè)治觥?/span>
4.物理分析,剝層、聚焦離子束(FIB),掃描電子顯微鏡(SEM),透射電子顯微鏡(SEM)、VC定位技術(shù)。
失效分析
一、無(wú)損失效分析技術(shù)
1.外觀檢查,主要是依靠人眼檢查是否有明顯瑕疵,如塑脂封裝是否裂開(kāi),芯片引腳是否接觸良好。X射線檢查是利用X射線的透視性能對(duì)被測(cè)樣品進(jìn)行X射線照射,樣品瑕疵部份會(huì)吸收X射線,導(dǎo)致X射線照射成像出現(xiàn)異常。X射線主要是檢查ic集成電路引線是否損壞問(wèn)題。根據(jù)電子元器件的大小和結(jié)構(gòu)選擇合適的波長(zhǎng),這樣能得到合適的分辨率。
2.掃描聲學(xué)顯微鏡,是利用超聲波探測(cè)樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)瑕疵,依據(jù)超聲波的反射找出樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)瑕疵所在位置,這種方法主要是用主ic集成電路塑封時(shí)水氣或者高溫對(duì)器件的損壞,這種損壞常為裂縫或者脫層。
二、有損失效分析技術(shù)
1.打開(kāi)封裝,通常有三種方法。全剝離法,ic集成電路完全損壞,只留下完整的芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路。瑕疵是由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路和引線全部被破壞,無(wú)法再進(jìn)行電動(dòng)態(tài)分析。方法二局總?cè)コ?,三研磨機(jī)研磨ic集成電路表面的樹(shù)脂直至芯片。優(yōu)勢(shì)是打開(kāi)過(guò)種不損壞內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路和引線,打開(kāi)后可以進(jìn)行電動(dòng)態(tài)分析。方法三是自自動(dòng)法用硫酸噴射達(dá)到局部去除的效果。
2.瑕疵定位,定位具體失效位置在ic集成電路失效分析中,是一個(gè)關(guān)鍵而困難的項(xiàng)目,瑕疵定位后才能發(fā)現(xiàn)失效原理及瑕疵特征。
a.Emission顯微鏡技術(shù),具有非破壞性和快速精準(zhǔn)的特性。它使用光電子探測(cè)器來(lái)檢測(cè)產(chǎn)生光電效應(yīng)的區(qū)域。由于在硅片上產(chǎn)生瑕疵的部位,通常會(huì)發(fā)生不斷增長(zhǎng)的電子--空穴再結(jié)全而產(chǎn)生強(qiáng)烈的光子輻射。
b.OBIRCH技術(shù)是利用激光束感應(yīng)材料電阻率變化的測(cè)試技術(shù)。對(duì)不同材料經(jīng)激光束掃描,可得到不同材料電阻率變化,這一方法可以測(cè)試金屬布線內(nèi)部結(jié)構(gòu)的那些可靠性隱患。
C.液晶熱點(diǎn)檢測(cè)通常由偏振顯微鏡,可調(diào)節(jié)溫度的樣品臺(tái),以及控制電路構(gòu)成。在由晶體各向異性變?yōu)榫w各向同性時(shí),所需要的臨界溫度能量很小,以此來(lái)提高敏感度。另外相變溫度應(yīng)控制在30-90度,偏振顯微鏡要在正交偏振光的使用,這樣可以提高液晶相變反應(yīng)的敏感度。
3.電氣性能分析(探針臺(tái))
根據(jù)飾電路的版圖和原理圖,結(jié)合芯片失效現(xiàn)象,逐步縮小瑕疵部位的電路范圍,最后利用微探針顯微技術(shù),來(lái)定位瑕疵器件。微探針檢測(cè)技術(shù),微探針的作用是測(cè)量?jī)?nèi)部結(jié)構(gòu)器件上的電參數(shù)值,如工作點(diǎn)電壓、電流、伏安特性曲線。微探針技術(shù)通常伴隨電路分析配合使用,兩者可以較快地搜尋失效器件。
三、物理分析
1.聚焦離子束(FIB),由離子源,離子束聚焦和樣品臺(tái)組成。利用電鏡將離子聚焦成微波尺寸的切割器。聚焦離子束的細(xì)微精準(zhǔn)切割,結(jié)合掃描電鏡的高分辨率成像,可以很好地解決剖面問(wèn)題,定位精度可以達(dá)到0.1um以下,另外剖面過(guò)程過(guò)ic集成電路愛(ài)到的應(yīng)力很小,完整地保存ic集成電路。
2.掃描電子顯微鏡(SEM),利用聚焦離子束轟擊器件面表,面產(chǎn)生許多電子信號(hào),將這些電子信號(hào)放大作為調(diào)制信號(hào),連接顯示器,可得到器件表面圖像。
透射電子顯微鏡(TEM),分辨率可以達(dá)到0.1nm,透射電子顯微鏡可以清晰地分析器件瑕疵,更好地滿足集成電器失效分析對(duì)檢測(cè)工具的解析要求。
3.VC定位技術(shù)基于SEM或FIB的一次電子束或離子束,在樣品表面進(jìn)行掃描。硅片表面不現(xiàn)部位有不同電勢(shì),表現(xiàn)出來(lái)不同的明亮對(duì)比,找出導(dǎo)常亮的點(diǎn)從而定位失效點(diǎn)。
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