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半导体IC芯片开封方法半导体工程师 2023-05-23 08:57 发表于北京芯片开封的目的开封后，我们能清晰看到芯片表面状态，观察芯片划片道是否有崩边、裂纹，观察芯片表面是否存在异常，观察芯片logo信息，测量芯片尺寸和键合线线径，观察键合线材质，观察钝化层的完整性等芯片内部信息。图片一般常用的开封方法有化学开封、机械开封、激光开封，Decap实验室可以处理几乎所有的IC封装形式，键合线类型(Au、Cu、Ag、Al)。针对不同的键合线类型有不同的腐蚀方法，聚合物树脂被腐蚀液腐蚀成易溶于丙酮的低分子化合物。在超声波的作用下，低分子化合物被清洗掉，从而暴露出芯片表面。Au线腐蚀液：发烟硝酸（工作温度100度）Cu线腐蚀液：发烟硝酸5：硫酸3（工作温度100度）Ag线腐蚀液：发烟硝酸+碘少量，混合成乳白色即可（工作温度100度）Al线腐蚀液：发烟硝酸（IC器件工作温度100度，大功率器件工作温度85度）激光开封图片激光开封机ADVANCED PST-2000芯片开封前用X射线透视仪观察晶圆在塑封中的位置并识别键合线类型，在激光开封机上对应芯片晶圆位置，选择合适开封区域（大于晶圆位置即可，开封后要保证有一个凹槽，防止下一步腐蚀液外溢，损伤引脚），选择合适的扫描速度和功率，激光开封机减薄至键合丝出现，待化学开封。化学开封图片化学开封机根据键合线类型，将电炉调整合适工作温度，将芯片放在电炉上加热，芯片正面朝上。用吸管吸取少量化学腐蚀液，滴在经激光开封后的凹槽中，树脂表面发生化学反应，出现气泡。反应稍微停止后，再滴一次。连续滴5-10滴后，用镊子夹住，用盛有丙酮的洗瓶将腐蚀的塑封料吹走。芯片放入含丙酮的烧杯中，在超声波机中清洗2-5分钟，然后取出再滴。重复这一步骤，直到芯片完全暴露出来。最后，反复用干净的丙酮清洁，以确保芯片表面没有残留物。将所有产品一次放入98%的浓硫酸中煮沸。这种方法更适合样品量大，要求不高，只需要观察芯片表面是否破裂。需要注意的是，操作过程中要注意安全。机械开封针对空封器件，使用机械开封机，将空封器件金属盖剪切下来，或者使用研磨的方法将空封器件金属盖周边磨至接合处（明显看到接缝又没有完全开，如果磨至金属盖全开，可能会有水和其他污染进入空封器件内，这样会污染晶圆表面），然后用手术刀沿着接缝将金属盖划开，注意力度和方向，不要损伤键合线和晶圆表面。来源：广东华南检测；内容有修改

突发！长江存储宣布涨价失效分析 赵工 半导体工程师 2023-05-17 08:49 发表于北京5月16日消息，据供应链人士透露，长江存储已经正式通知NAND涨价，涨价幅度约在 3-5% 左右！图片据悉，涨价最先影响的是企业级市场，消费级的现货市场可能还需要一段时间才会看到明显上涨。这两年，SSD市场飞速发展，成本已经大幅降低，再加上这一年来市场需求严重下滑，全球各大 NAND 厂商库存持续处于高位，因此为争夺出货量不得不开启降价模式，目前 SSD 可以说是来到了“白菜价”水平。不单单是大牌，目前很多小众品牌的固态硬盘已经杀到了接近机械硬盘的价位，例如部分采用长江存储泰山颗粒 + 联芸 1602 主控的固态硬盘目前已经来到了每 TB 200 元出头的程度。而随着三星、美光、SK 海力士等品牌 NAND 颗粒已经开始逐步小幅拉升，大部分产品已经很长时间没有再继续降价。从中国闪存市场数据来看，NAND 指数已经有近两个月的时间稳定在一个区间，降价趋势已经大幅低于去年年底。在这种情况下，国产龙头企业长江存储自然也不愿意看到市场再继续下跌。最新消息表明，长江存储的颗粒报价已经从上周开始抬升。这两年，SSD市场飞速发展，容量、性能越来越喜人，价格更是低得不可思议。其中原因很多，长江存储绝对功不可没，NAND闪存技术不断取得突破，已经达到了世界一流水准。虽然长江存储占据的市场还不够大，但足以给三星、SK海力士、美光这些国际巨头相当的压力，什么水灾、火灾、断电、事故等意外也不见了。尽管需求仍不及预期，库存仍面临压力，但各大厂商已经难以继续承受降价后果，例如美光已告知经销商 DRAM 及 NAND Flash 闪存从 5 月起不再接受更低询价；而近日也有消息传出三星通知经销代理商，未来将不再提供低于目前成交价的订单，原厂相继对市场价格打底的动作明显，虽然该策略是针对现货价格，但预计价格止稳的策略将逐步拓展至合约市场。来源：半导体风向标

突发！小米被乌制裁！失效分析 赵工 半导体工程师 2023-04-17 10:42 发表于北京4月13日，乌克兰国家预防腐败局发布公告，将小米公司列入所谓“国际战争资助商”名单，进而施加制裁。图片所谓的“国际战争资助商”名单，列入了乌方认为在俄乌冲突爆发以来一直在“资助”俄罗斯的多家外国企业。但实际上，它们大多仅仅是没有在去年2月24日之后撤出俄罗斯市场的外国企业。目前，乌克兰国家反腐败局已将21家公司列入战争国际赞助商名单。据乌克兰国家反腐败局的新闻稿件显示，将小米公司列入“国际战争资助商”名单的原因是，小米公司被列入名单的理由是，“该公司继续在侵略者俄罗斯境内开展业务，并且在俄罗斯智能手机市场一直保持领头羊的地位。”该公告还列举了一些小米公司扩大其驻俄罗斯办事处人员规模的行为，称这意味着小米公司希望扩大在俄罗斯市场的存在。因此，作为“恐怖主义国家（指俄罗斯）的军事侵略的赞助商”，小米公司“必须承担法律上和名誉上的后果”。图片据悉，自2018年至今，小米在俄罗斯在线商店的销售中排名第一，并在整个俄罗斯拥有庞大的线下官方授权零售网络。乌国家反腐败局称，从2022年第三季度的数据来看，与前一季度相比，小米向俄罗斯的供货量增加了39%。乌怀疑，小米由此2022年在俄罗斯市场的份额翻了一倍，成为该国的智能手机销售领导品牌。此外，小米目前正在积极恢复其在俄罗斯办公室的招聘工作，这也成为被乌怀疑的行径。该新闻稿未提到，小米也于2016年第三季度进入乌克兰市场，进入时间较早。根据Canalys数据显示，在短短两年后的2018年第四季度，小米手机在乌克兰的市场份额就已达到26.7%，并且赢得乌克兰智能手机销量冠军。此后小米手机的销量一直稳居前列。图片14日，小米公司发布声明回应称，严格遵守经营所在地法律法规，强烈反对乌国家腐败预防局做法。根据小米公告，小米表示，我们坚信全球每个消费者都应该有获取通讯工具和互联网信息的权利。我们在全球一百多个国家及地区开展消费者业务，并严格遵守经营所在地的法律法规。小米对被乌克兰国家预防腐败局列入“战争资助商”名单一事表示强烈反对。“我们希望世界和平，从不支持战争。我们的使命是坚持做感动人心、价格厚道的好产品，让全世界每个人都能享受科技带来的美好生活。”小米最后表示。图片来源：半导体行业圈

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

半导体精密划片机行业介绍及市场分析博捷芯半导体 半导体工程师 2022-12-11 09:22 发表于北京一、精密划片机行业介绍划片机是使用刀片或通过激光等方式高精度切割被加工物的装置，是半导体后道封测中晶圆切割和WLP切割环节的关键设备。随着集成电路沿大规模方向发展，划片工艺呈现愈发精细化、高效化的趋势。从19世纪60年代采用划线加工法依赖于人工操作的金刚刀划片机，到1968年英国LP公司发明的金刚石砂轮划片机采用研磨的工艺替代了传统的划线断裂工艺，再到后续的自动化划片机进一步提升了划片的效率。目前划片机广泛用于半导体封测、EMC导线架、陶瓷薄板、PCB、蓝宝石玻璃等材料的精密切割领域。半导体晶圆划片机是将含有很多芯片的wafer晶圆分割成晶片颗粒，切割的质量与效率直接影响芯片的质量和生产成本。半导体晶圆划片机主要包括砂轮划片机和激光划片机，砂轮划片机是综合了水气电、空气静压高速主轴、精密机械传动、传感器及自动化控制等技术的精密数控设备，其特点为切割成本低、效率高，适用较厚晶圆的切割。激光划片机是利用高能激光束照射工件表面，使被照射区域局部熔化、气化，从而达到划片目的，其特点为切割精度高、切割速度快，适用于较薄晶圆的切割。二、划片工艺1、工艺比较刀片切割方法包括一次切割和分步连续切割。效率高、成本低、使用寿命长。它是使用最广泛的切割工艺，在较厚的晶圆（>；100微米）上具有优势。激光切割具有高精度和高速度。它主要适用于切割较薄的晶圆（<；100微米）。切割较厚的晶片时，存在高温损坏晶片的问题，需要刀片进行二次切割。此外，激光头价格昂贵，使用寿命短。目前，刀片切割占市场份额的80%，激光切割仅占20%。刀片切割预计将长期保持主流模式。 2、主流技术金刚石切割是切割的主流技术。切割采用金刚石颗粒和粘结剂组成的刀片。切削过程中，金刚石颗粒以金属镍作为磨料颗粒固定在工具体上。刀片以一定的速度旋转和进给，并使用水作为切削液。在切割过程中，金刚石颗粒膨胀并与粘合剂形成称为“夹屑槽”的结构，铲挖切割通道材料，然后将其分离。在切割过程中，金刚石颗粒不断磨损，暴露出新的颗粒，保持刀片锋利并清除切割碎屑。切割过程中产生的碎屑会粘附在刀片上，因此在切割过程中尽量防止切割碎屑粘附，并妥善处理切割碎屑，以确保刀片在切割过程中的正常运行。 对于金刚石切割，金刚石颗粒越大，刀片的切割能力越强，金刚石颗粒的磨损越慢，叶片使用寿命越长。但是，颗粒越大，切削过程对切削表面的影响越大，容易造成裂纹、崩边等严重缺陷。较小的金刚石磨粒可以减少切割过程中对切割表面的影响，并减少出现较大切割缺陷的风险。但是，如果金刚石不能及时脱落和更新，很容易包裹刀具，导致刀片的切割能力急剧下降和严重缺陷。 刀体的金刚石颗粒浓度将显著影响切割切屑的质量。当金刚石颗粒浓度较大时，金刚石颗粒会随着粘结剂的磨损及时脱落和更新，有利于延长刀片的使用寿命。此外，粘结剂越软，金刚石越容易脱落，反之亦然。因此，使用较硬的粘结料进行切割会对切割表面造成严重损坏，而较软的粘结料冲击较小，损坏较小。金刚石粒度和浓度的选择应与粘结剂的类型相结合，并应综合考虑。 3、切割划片流程芯片被晶圆切割成单独的颗粒，然后被芯片封装后即可使用。划片时，应控制划片刀的移动速度和划片刀的旋转速度。不同芯片的厚度和蓝色薄膜的粘度需要有相应的匹配参数，以减少划片过程中的碎片现象。切割过程中残留的硅渣会损坏切割工具和切屑，导致成品率损失。切割过程中，需要用清水清洗以去除硅渣，并控制喷射角度和水量。 金刚石刀片以每分钟30000-40000转的高速切割晶圆块。同时，承载晶片的工作台沿刀片与晶片接触点的切线方向以一定速度直线移动，切割晶片产生的硅片被分离器水冲走。为了在划片过程中达到特殊的切屑表面保护效果，一些切屑需要在所有切割中切割两次。此时，用于第一次切割的刀片相对较宽，用于第二次切割的刀片相对较窄。 4、影响切割质量的因素影响晶圆切割质量的因素很多，包括材料、切割仪器、工作环境、切割方法等因素。从材料的角度来看，硅片的硅衬底和电路层材料在硅片切割过程中会导致不同的机械性能。不同材料的刀片的选择会对切割方法有不同的要求，因此会表现出不同的切割质量。从切割仪器的角度来看，由于不同机器的切割功率不同，切割台的选择也会影响切割质量。从工作环境来看，冷却水的压力和流量是影响切削质量的因素。水流速度过慢会导致冷却效果不足，切割摩擦产生的热量难以及时排出和积累，可能导致金刚石磨粒破碎，降低刀片的切割能力和切割精度，并因切割碎屑无法及时清除而影响刀片的切割能力。从切割方式来看，主要涉及切割深度、刀片转速和进给速度。适当的参数对于获得良好的切削质量非常重要。其他因素，如机器操作技能，也会影响晶圆切割质量。5、切割缺陷晶圆切割容易产生的缺陷类型主要有裂纹、崩边和剥落。这些缺陷可能对芯片造成直接损坏，也可能影响芯片的后续封装和后续使用可靠性。例如，切割产生的微裂纹会将应力引入芯片，成为潜在的芯片脆弱区域，影响封装后的可靠性。在切割过程中，芯片受到强力刀体的冲击，金属层和硅基片脱落。如果边缘塌陷过大，损坏芯片的功能区域，将直接导致芯片失效。切割过程中的冲击导致的金属层分层，虽然硅基板没有损坏，但通常不会导致芯片的功能损坏，但如果剥离面积较大并延伸到功能区，也非常危险。3、 市场结构 1、行业企业简介国内划片设备公司目前主要有深圳博捷芯半导体等企业。高精度气浮主轴是划片机的核心部件，是国内厂家真正实现划片机自主可控技术的关键。目前，国内划片机厂家的气浮主轴主要是进口采购。 2、市场份额2021全球封装设备市场将达到约70亿美元，占全球半导体设备市场的6.8%。2021，晶圆切割机的全球市场份额约为20亿美元。根据半导体封装设备细分市场的市场份额，贴片机、划片机和引线机在封装设备市场的市场份额分别为30%、28%和23%。结合2021全球包装设备总市场，三大包装设备的相应市场空间分别约为21亿美元、19.6亿美元和16.1亿美元。中国密封和测试的生产能力约占世界的25%。2021，中国半导体切割机市场约为4.9亿美元，约32-36亿元 3、工艺比较 由博捷芯半导体深圳工厂自主研发团队带领，业界最主流、最先进的12英寸全自动晶圆切割切割设备成功国产化，受到国内外顶尖客户的高度认可。截至2021年初，该公司已从国内多家公司获得DEMO订单。截至2021年底，博捷芯半导体生产的半导体切割机已从数家密封企业获得产品订单。 目前，博捷芯半导体中国的市场份额逐渐增加。作为国内划片机行业四大企业之一，未来，随着国内生产能力的不断提高、人才的不断积累和技术的不断吸收，将依靠国内成本优势，占领更多的国内外市场。不可否认，国内企业市场份额的提高有赖于海外企业的收购，但国内替代的局面已经打开。 随着国内半导体行业的不断发展和产品需求的不断上升，国内芯片制造能力的不断扩大以及封装和测试能力的不断提高，也带来了对划片机的更多需求。最后，划片机具有巨大的全球和国内市场容量、快速增长和巨大的市场潜力。这些将有助于逐步实现国内替代，在划片机领域也有良好的投资机会。来源：博捷芯划片机