常用的失效分析检测手段多种多样,这些手段在电子产品的质量控制、可靠性评估以及故障排查中发挥着重要作用。以下是一些常用的失效分析检测手段:
光学显微镜检查:
使用光学显微镜观察芯片或电子组件的表面,检查可见的物理缺陷,如划痕、裂纹、焊点问题等。
光学显微镜还可以用于观察封装缺陷、芯片焊接情况、键合内引线以及内涂胶开裂等问题。
扫描电子显微镜(SEM)及能谱分析:
SEM可以提供高分辨率的图像,用于观察更微小的缺陷和材料结构。
结合能谱分析(EDX),可以确定材料成分,识别化学成分的变化或污染物。
X射线技术:
利用X射线的透视性能对被测样品进行照射,样品缺陷部分会吸收X射线,导致X射线照射成像出现异常。
X射线技术主要用于检查集成电路引线是否损坏,以及封装内部的结构和连接情况。
超声波探伤:
利用超声波在不同密度材料中的反射速率及能量不同的特性,来检测芯片组件内部不同位置的脱层、裂缝、气洞及粘着状况。
超声波探伤是一种非破坏性检测方法,适用于各种电子组件的失效分析。
激光束电阻异常侦测(OBIRCH):
利用激光束在芯片表面进行扫描,通过测量电阻值的变化来定位芯片内部的高阻抗或低阻抗区域,以及电路漏电路径。
OBIRCH技术常用于芯片内部缺陷的定位和分析。
微光显微镜(EMMI):
用来侦测和定位非常微弱的发光(可见光及近红外光),这些发光通常是由元件缺陷或异常所产生的漏电流引起的。
EMMI技术可以提供高灵敏度的非破坏性故障定位方式。
开封检查:
对于封装好的集成电路,需要进行开封处理以暴露内部电路和结构。
开封方法包括全剥离法、局部去除法和全自动法等,根据封装方式和分析目的选择合适的开封方法。
电路分析及微探针测试:
通过电路分析技术,如电路图分析、信号流分析等,来诊断电路中的故障点。
微探针测试则利用微探针获取IC内部电信号,以进一步确定失效位置和原因。
物理分析:
包括剥层、聚焦离子束(FIB)分析、扫描电子显微镜(SEM)观察、透射电子显微镜(TEM)分析等。
这些技术用于深入观察和分析芯片内部的微观结构和缺陷。
热成像技术:
通过热成像技术检测芯片在工作时的热分布,识别过热或热失效的问题。
功能测试和参数测试:
确认芯片在不同条件下的电气性能,找出失效的电气特征。
模拟故障条件:
通过模拟故障条件,重现失效情况,以帮助确定失效原因。
这些失效分析检测手段各有特点,适用于不同的失效情况和分析需求。在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的检测手段,并综合运用多种技术手段来确保准确识别失效原因并提出有效的改进措施。