芯片失效分析及检测、加工手段及常用设备半导体工程师 2023-03-15 09:23 发表于北京以下文章来源于米格实验室 ，作者米格实验室失效从失效模式和失效机理一般分类为：断裂失效分（应力腐蚀、高温应力断裂、疲劳断裂等）、非断裂失效（基本为磨损失效、腐蚀失效、变形效）、复合失效机理（多种失效机理综合作用而成导致的失效）。 失效分析一般根据失效模式和现象，通过分析和验证，模拟重现失效的现象，找出失效的原因，挖掘出失效的机理的活动。在提高产品质量，技术开发、改进，产品修复及仲裁失效事故等方面具有很强的实际意义。其方法分为有损分析，无损分析，物理分析，化学分析等。 失效分析的意义1、失效分析是确定芯片失效机理的必要手段。2、失效分析为工艺不断改进或者迭代优化修复芯片的设计。3、失效分析为有效的故障诊断提供了必要的证据支持。4、为生产测试提供必要的环节补充，提供必要的信息基础。失效分析流程一般是什么？图片主要步骤和内容常用设备1、开封：去除IC封胶，同时保持芯片功能的完整无损，保持die，bondpads，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。图片2、EMMI侦测：EMMI微光显微镜是一种效率极高的失效分错析工具，提供高灵敏度非破坏性的故障定位方式，可侦测和定位非常微弱的发光（可见光及近红外光），由此捕捉各种元件缺陷或异常所产生的漏电流可见光。图片3、OBIRCH应用：OBIRCH常用于芯片内部高阻抗及低阻抗分析，线路漏电路径分析。利用OBIRCH方法，可以有效地对电路中缺陷定位，如线条中的空洞、通孔下的空洞。通孔底部高阻区等，也能有效的检测短路或漏电,是发光显微技术的有力补充。4、X-Ray 无损侦测：检测IC封装中的各种缺陷如层剥离、爆裂、空洞以及打线的完整性，PCB制程中可能存在的缺陷如对齐不良或桥接，开路、短路或不正常连接的缺陷，封装中的锡球完整性。图片5、SAM (SAT)超声波探伤：可对IC封装内部结构进行非破坏性检测, 有效检出因水气或热能所造成的各种破坏如：晶元面脱层、锡球、晶元或填胶中的裂缝、封装材料内部的气孔，各种孔洞如晶元接合面、锡球、填胶等处的孔洞。图片6、切片分析：对线路板上电子元器件的焊接质量进行检测，对电子元器件进行截面焊点微结构、润湿问题、空洞、裂纹等显微观察。半导体实验室服务能力设备 服务项目用途X-Ray 2D X-Ray 2D扫描，查找缺陷3D X-Ray 3D扫描，空间失效点定位，或封装材料分层EMMI 微光显微镜 侦测IC内部所放出光子，定位失效点OBIRCH IR-OBIRCH 用于定位失效点研磨抛光 金相切片 通过磨抛系统，使得失效位置的金相结构显露出来CP+SEMTEM分析 透射电子显微镜 FIB+TEM+EDXFIB 集成电路修改、沉积、失效点解剖、拍照、微细结构加工 FIB+EDSFIB测试SEM/EDX 扫描电子显微镜 形貌、成分、背散射电子成像探针台 电性能测试（IV、暗电流）、芯片检查（mapping） IV曲线Probe针（硬针，常规）Probe针（软针）Probe测试C-SAM 超声波扫描电镜 封装芯片密封性测试、芯片失效点定位红外热像仪 普通扫描 定位失效点高分辨扫描开封 激光开封 用于定位失效点化学开封（金线）/去封装化学开封（非金线）/去封装（特殊封装BGA/CSP）化学开封-去除聚酰亚胺化学开封-去POLY取die来源于米格实验室，作者米格实验室图片赵工134****3602zhaojh@kw.beijing.gov.cn欢迎各公众号，媒体转载，申请加白名单秒通过投稿/推广/合作/入群/赞助/转发 请加微信134****3602

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小编赵工简介半导体工程师 2023-05-09 10:05 发表于北京经常收到网友们好奇的询问赵工是做什么的？特意为你整理回复：半导体搬运工微博博主B站up主A站up主知乎 lv10头条 推荐账号IC智库认证账号雪球2600W+号主加专栏认证号主百家号号主企鹅号号主网易号 影响力作者一点号号主简书号主抖音号主快手号主搜狐号主美篇话题达人电巢受邀专家每日E问受邀作家榜一凯盛受邀专家公众号：半导体工程师 创建者公众号：失效分析可靠性测试 创建者公众号：半导体芯技术 创建者公众号：芯片视角 创建者半导体微信群创建者 合作半导体机构200+被封停了若干账号被封停过，从未放弃过。拥有资源：半导体自媒体，半导体公众号，半导体群，半导体人脉，半导体专业粉丝，半导体实验室，半导体设备，半导体失效分析技术…各媒体，公众号，企业，组织，个人别错过相识机会哦。半导体工程师半导体经验分享，半导体成果交流，半导体信息发布。半导体行业动态，半导体从业者职业规划，芯片工程师成长历程。

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芯片分析问答2023.4.16失效分析 赵工 半导体工程师 2023-04-16 09:02 发表于北京Q1请教大家关于LU实验，Q part class2 目前看到很多报告都是3ea高温，3ea常温进行的，这个业界有啥说法嘛？A1高温情况最恶劣，只需做高温就好了，3颗电压激励，3颗电流激励；电压激励电流激励是会在同一颗上打的。Q2请教一下，WLCSP 2P2M的如果PI1和PI2之间怀疑有分层，SAT能扫出来吗？A2理论上应该没问题，可以先用Tmode试一下。如果不是面积太小或delam太轻微（比如Z方向上delam甚至小于0.1um）就应该可以。问题是如果怀疑有问题，那么无论SAT是否扫出来都需要做xsection验证，这个可能会有难度。Q3请教一下，对于单颗的IC器件在做可靠性的时候会做PCT，而amkor和SPIL的那边的官网上看，他们不做PCT的，做UHAST。这分别有什么考量， PCT相对UHAST是不是对wlcsp产品的破坏性要比UHAST要强？A3PCT 是100%湿度，在日常生活中不常见，且应力比uHAST强，所以现在很多公司都不采用PCT转而用uHAST。Q4这个是终端客户上板做高温老化发现塑封体破了个洞，decap后芯片没有烧点，有没有哪位遇到过类似的案例啊？A4没有烧点基本就是水汽了；如果不是批量问题，可能是打开包装在空气中放久了直接进高温烘箱测试了，可以低温烘干一下再测试。Q5塑封料一般回温后的有效使用期多久？A5各类型塑封料不一样，有24小时的，有三天的，具体要看塑封料供方出具的说明书，一般不能超过三天。Q6如果不良品和库存良品，都做了不开盖热点分析，都发现了热点。结果也无法作证是否异常，接下来还可以有什么方案来剖析比较好？都出现热点可以表征什么吗？A6首先确认好品是不是真的好品，因为热点分析反映在产品是某个面，产品由好多材料结构组成，同一个点材料差异，异常导致都有可能，接下来需要对比开盖了，好品和异常品开盖后不同结构的差异，包括性能差异，这时基本会用到探针测试，当然还有一种比较坏的情况，好品并不一定是好的，这时可以做worse condition 验证。Q7请问InGaAs做的热点真实性会受到哪些因素影响？为什么去金属层更准？或者更容易找到？A7金属层过多，会对异常点的亮点有遮挡，所以有时会建议做背面热点；InGaAs归根结底就两句话，一是Metal层不透红外，二是MOS管工作在截止区就会发光。Q8ESD前测试都OK ,打完就有管脚失效，现在开盖是crack的，这种crack可能是ESD造成的吗，还是其它什么原因？A8ESD能量较小，能引起局部瞬间高温，但一般不会导致整个芯片断裂，如果只有一颗发生，有可能是本身存在microcrack。可以再多测几颗试试。还有可以观察ESD damage-fuse的程度，看是否足以引起crack. 如果在ESD测试之后又进行ATE测试，这个过程也有可能加剧damage，甚至crack; 这种看起来像是应力释放或机械应力导致的crack或是peeling，比如划片带来的stress。Q9什么产品需要做LTOL？A9LTOL：(Low temperature operation life test）：低温寿命试验，需要上电，基本与HTOL一样，只是炉温是低温，一般用来寻找热载流子引起的失效，或用来试验存储器件或亚微米尺寸的器件。相关标准：JESD22-A108B：Temperature, Bias, and Operating Life；JESD47K：Stress-Test-Driven Qualification of Integrated Circuits大多数可靠性实验表明，环境温度越高，器件退化越严重。热载流子注入效应的情况相反，温度越低，热载流子注入效应越明显。对应于LTOL来说温度越低老化加速越厉害。LTOL的测试条件，JESD47是参考Tj<50℃，但一般会用Ta=-40℃，低温仍然满足Tj<50℃，测试结果适用范围相对较广。车规验证，operation ambient temperature range也是从Ta=-40℃开始。来源：季丰电子赵工

国内最大探针台企业，矽电股份即将创业板首发上会失效分析 赵工 半导体工程师 2023-04-14 09:41 发表于北京2023年4月6日深交所披露：深圳证券交易所上市审核委员会定于2023年4月13日召开2023年第21次上市审核委员会审议会议，审核矽电半导体设备（深圳）股份有限公司（首发）。本次冲刺创业板，公司拟募资5.56亿元，计划用于投入“探针台研发及产业基地建设项目”、“分选机技术研发项目”、“营销服务网络升级建设项目”、“补充流动资金”。图片作为探针台设备的“本土之光”，矽电股份成立于2003年，是一家半导体设备供应商，已获得多位股东的增资，包括丰年资本、华为哈勃等明星股东。下游客户包括三安光电、比亚迪半导体、燕东微、华天科技、兆驰股份、华灿光电、士兰微等。矽电股份专注于半导体探针测试技术领域，主要产品是探针台设备。探针测试技术应用于半导体制造晶圆检测（CP, Circuit Probing）环节，也应用于设计验证和成品测试（FT, Final Test）环节，是检测芯片性能与缺陷，保证芯片测试准确性，提高芯片测试效率的关键技术。根据SEMI和CSA Research统计，2019年中国大陆探针台设备市场中，矽电股份市占率为13%，全球排名第四，中国大陆排名第一。主要竞争对手包括日本的东京精密和东京电子，中国台湾的惠特科技和旺矽科技，这四家厂商的市占率分别是34%、24%、14%、2%。目前，矽电股份的探针台设备主要用于半导体制造过程中的晶圆测试环节，应用领域涵盖集成电路、光电芯片、分立器件、第三代化合物半导体等，客户覆盖士兰微、比亚迪半导体、燕东微、华天科技、三安光电、光迅科技、歌尔微等晶圆制造、封装测试、光电器件、分立器件及传感器生产厂商。2020年至2022年，矽电股份的营收和净利润呈现增长的态势，三个年度的营收分别为1.88亿元、3.99亿元、4.42亿元；归母净利润分别为3363万元、9724万元、1.16亿元。》》募资5.56亿，增强研发能力与盈利能力目前，矽电股份正围绕12英寸晶圆IC测试、自动化测试、精度提升等方向，进一步自主研发一系列产品及技术。未来将在完善主营产品布局的基础上，加大对分选机等新品的开发。本次发行股票，矽电股份拟募资5.56亿元，投向“探针台研发及产业基地建设项目”、“分选机技术研发项目”、“营销服务网络升级建设项目”及补充流动资金。其中，探针台研发及产业基地建设项目立足于矽电股份的主营业务产品，将加大对半导体测试技术的研发投入力度，进一步提升公司对探针台产品的研发能力，促进公司现有产品的持续优化、升级，提升公司在市场中的竞争力。同时，项目还将加大生产设备投入力度，扩大主营产品的产能规模，帮助矽电股份突破产能限制，实现业务规模的进一步拓展。分选机技术研发项目主要面向Mini/Micro LED应用方向，将通过引进先进的研发软硬件设备，建立功能完善的基础研究实验室、微米级晶粒高精度拾取研究实验室、微米级晶粒巨量分选实验室和自动化实验室。同时，项目将通过引进高端的软件工程师、机械工程师等研发人才，扩充公司分选机技术研发团队。通过实施该项目，矽电股份将加强对高精度可靠性、Mini/Micro LED芯片拾取技术、Mini/Micro LED芯片分选技术和全自动混BIN分选自动线等相关方向的技术研究力度。项目的实施有利于帮助公司拓展分选机等高附加值产品，进一步丰富公司的产品结构，完善其产业布局，为公司的可持续发展注入新的增长动力。另外，矽电股份计划在现有营销网络的基础上，新建北京营销中心、无锡营销中心、西安办事处、合肥办事处、南昌办事处和厦门办事处。通过实施营销网络升级建设项目，矽电股份将增强客户粘性，并为开拓潜在客户提供良好的外部环境。来源：第三代半导体产业