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

@你 一万元的半导体展位可抢购2023世界半导体大会 暨 南京国际半导体博览会2023.7.19-7.21 南京国际博览中心设立IC设计、封装测试、制造、设备与材料4大重点展区；同时，布局EDA、第三代半导体、“翘楚计划”人才以及专精特新4大特色专区。还有一万元的标准展位3*3M可预订；

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********zhaojh@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********

建议收藏 划片机发展历程芯片失效分析 半导体工程师 2023-02-11 08:37 发表于北京前几天发了晶圆划片文章，反响强烈，不少粉丝要求做进一步介绍，今天请专业人士为你整理了晶圆划片发展历史沿革，供你参考，用得着的可以点赞评论分享给需要的人。划片机发展历程原来划片机经历了这三个阶段精密划片机主要用于硅片、陶瓷、玻璃、砷化镓等材料的加工，也被广泛应用于集成电路 （IC）、半导体等行业。划片机作为半导体芯片后道工序的加工设备之一，用于晶圆的划片、分割或开槽等微细加工，其切割的质量与效率直接影响到芯片的质量和生产成本。图片纵观过去的半个世纪，大规模集成电路时代已向超大规模方向发展，集成度越来越高，划切槽也越来越窄，其对划片的工艺要求越发精细化。迄今为止，在芯片的封装工序中，划片工艺的发展历史大致可分为以下三个阶段。第一阶段：金刚刀划片机19世纪60年代是硅晶体管的发展初期，当时主要应用的划片装置是金刚石划片机，采用的是划线加工法，类似于划玻璃的原理。在晶片的切割街区划出宽2-5μm，深0.15-1.5μm的切线，再从划过线的晶片背面，用圆柱状的碎片工具边压边搓的分裂方法，将晶片分裂成单个芯片。这种方法非常依赖于人工操作，换句话说，操作人员的经验成分占比很大，加压分裂的依赖性就更大。因此，加工成品率很低。第二阶段：砂轮划片机六十年代中期进入集成电路时代，晶圆开始向2英寸、3英寸等大直径化发展。同时，晶圆厚度也从100微米加厚到200-300μm。就器件的划线街宽而言，晶体管发展到了60-100μm，IC为100-150μm，但是当时的砂轮刀片的厚度为150-200μm。在这种情况下，采用原来的工艺方法并不适用。此时，日本研制出世界第一台极薄金刚石砂轮划片机，预示着划片机进入了薄金刚砂轮划片机时代。这种砂轮划片机有效避免了晶圆的裂开性和切槽崩边现象。其原理是通过电沉积法研制而成，即将金刚石粉附着在电镀的金属膜上，因沙粒与沙粒间的间隙被金属填满，增大了沙粒间的粘结力和砂轮的整体韧性，不会产生像树脂和金属粘结剂制成的砂轮上那样的气孔，达到了切割晶圆的实用目的。激光划片机在当时也被认为是接近半导体划片工序的理想设备。其是采用激光束的光熔化硅单晶而进行切割，与金属熔断的加工工艺相似。因此，在切割晶体时烧出的硅粉会四处飞溅，气化状的硅微粒子附着在芯片表面造成污染，芯片也就不能用了。这也是激光划片机的致命缺点。第三阶段：自动化划片机对于金刚刀划片机和砂轮划片机来说，主要目的是提高划片的成品率。但是，随着半导体的需求和产量逐渐增大，对效率的要求越来越高。此时，就有了自动化划片机的需求。自动化划片机主要分为半自动和全自动两种类型。半自动划片机主要是指被加工物的安装及卸载作业均采用手动方式进行，只有加工工序实施自动化操作的装置。而全自动划片机可全部实现全自动化操作。自从进入大规模集成电路时代之后，器件的设计原则开始追求微细化，即在提高元件工作速度的同时，减小芯片的面积。这时晶圆的线宽已经发展到5μm、3μm，甚至达到1μm左右。由于芯片表面图形复杂，若在划片时产生磨屑附着在刀片上，在以后的工序中，不仅会造成电气短路，封装好后，芯片工作发热也会使得硅屑向四周扩散，致使保护膜和铝线变质。因此，划片自动化需要充分考虑划片过程中所包含的各种不良因素，比如机床校准、自动划片、故障诊断、各部件功能、性能和可靠性等。目前，国际市场上的自动化划片机已有效解决上述问题，且半自动划片机已实现切割速度为800mm/s,定位精度≤5μm ；全自动切割速度最高达1000mm/s，定位精度≤2μm。我国真正开始研制砂轮划片机是从70年代末开始的，一直到1982年研制出了第一台国产化的砂轮划片机。经过三十多年的努力与追赶，国内自主研发的金刚砂轮划片机性能已基本与国际市场持平。例如，深圳博捷芯的单轴、双轴精密划片机，不仅切割精度均≤2μm，且实现6、8、12英寸一机兼容。图片博捷芯（深圳）半导体有限公司，是一家专业从事半导体材料划片设备及配件耗材的研发、生产、销售于一体的高新技术企业。公司专注于半导体材料精密切磨领域，成功研制出兼容12、8、6英寸自动精密划片设备，建设并完善了该设备的标准产业化生产线，力求为客户提供优质的划切设备与完整的划片工艺解决方案。目前已成功研制并量产 LX3352单轴高端精密划片机，兼容6-12英寸材料切割，设备性能均超国际标准。更建立了完善的交货和售后保障，缩短交货周期至3个月，并能对客户在用的国外品牌部分设备进行维护。产品适应于半导体领域不同材料的复杂精密切割，广泛应用在半导体集成电路、GPP/LED氮化镓等芯片、分立器件、LED封装、光通讯器件、声表器件、MEMS等芯片划切生产中。好啦，把划片机发展历程转给需要的人吧。你对划片机还有什么想说的可以留言互动哦，小编第一时间为您精选。图片赵工134********zhaojh@kw.beijing.gov.cn欢迎各公众号，媒体转载，申请加白名单秒通过

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