IC失效分析培训.ppt
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江苏长电科技股份有限公司江苏长电科技股份有限公司IC失效分析培训教材IC工程部一般概念v失效失效：
产品失去规定的功能。
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产品失去规定的功能。
v失失效效分分析析：
为为确确定定和和分分析析失失效效器器件件的的失失效效模模式式，失失效效机机理理，失失效效原原因和失效性质而对产品所做的分析和检查。
因和失效性质而对产品所做的分析和检查。
v失效模式失效模式：
失效的表现形式。
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失效的表现形式。
v失效机理失效机理：
导致器件失效的物理，化学变化过程。
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导致器件失效的物理，化学变化过程。
v失失效效原原因因：
导导致致发发生生失失效效的的直直接接原原因因，它它包包括括设设计计，制制造造，使使用用和和管理等方面的问题。
管理等方面的问题。
v失失效效分分析析的的目目的的：
失失效效分分析析是是对对失失效效器器件件的的事事后后检检查查，通通过过失失效效分分析析可可以以验验证证器器件件是是否否失失效效，识识别别失失效效模模式式，确确定定失失效效机机理理和和失失效效原原因因，根根据据失失效效分分析析结结论论提提出出相相应应对对策策，它它包包括括器器件件生生产产工工艺艺，设设计计，材材料料，使使用用和和管管理理等等方方面面的的有有关关改改进进，以以便便消消除除失失效效分分析析报报告告中中所所涉及到的失效模式或机理，防止类似失效的再次发生。
涉及到的失效模式或机理，防止类似失效的再次发生。
失效分析的设备和相应的用途v电电特特性性测测试试设设备备包包括括开开短短路路测测试试设设备备（CD318ACD318A，S9100S9100），万万用表和各种测试分厂的测试机。
用表和各种测试分厂的测试机。
v观观察察测测量量设设备备XX射射线线透透视视机机，金金相相显显微微镜镜（放放大大倍倍数数50-50-10001000），测测量量显显微微镜镜（带带摄摄像像头头并并与与显显示示器器和和终终端端处处理理电电脑脑相相连连，放大位数放大位数50-50050-500），立体显微镜，扫描电子显微镜），立体显微镜，扫描电子显微镜SEMSEM。
v试验设备试验设备烘箱，回流焊机，可焊性测试仪，成份分析仪。
烘箱，回流焊机，可焊性测试仪，成份分析仪。
v解解剖剖设设备备和和辅辅助助设设备备开开帽帽机机，密密封封电电炉炉，超超声声清清洗洗机机，镊镊子子，研磨切割机，玻璃仪器（试管，烧杯，玻璃漏斗，滴管等）。
研磨切割机，玻璃仪器（试管，烧杯，玻璃漏斗，滴管等）。
v工工作作间间设设施施应应配配有有通通风风柜柜，清清洗洗池池，水水源源，相相关关化化剂剂（盐盐酸酸，硝酸，硫酸和无水乙醇，丙酮，氢氧化钠等）。
硝酸，硫酸和无水乙醇，丙酮，氢氧化钠等）。
分析报告v失失效效分分析析报报告告应应包包括括：
a,a,失失效效器器件件的的主主要要失失效效现现场场信信息息。
b,b,失失效效器器件件的的失失效效模模式式。
c,c,失失效效分分析析程程序序和和各各阶阶段段的的初初步步的的分分析析结结果果。
dd,失失效效分分析析结结论论。
e,e,提提出出纠纠正正建建议议措施。
报告中应附分析图片和测试数据，以及相应说明。
措施。
报告中应附分析图片和测试数据，以及相应说明。
v分分析析人人员员应应具具有有的的素素质质具具有有半半导导体体集集成成电电路路的的专专业业基基础础知知识识，熟熟悉悉集集成成电电路路原原理理，设设计计，制制造造，测测试试，使使用用线线路路，可可靠靠性性试试验验，可可靠靠性性标标准准，可可靠靠性性物物理理和和化化学学等等方方面面的有关知识，并有一定的实践经验，必须受过专业培训。
的有关知识，并有一定的实践经验，必须受过专业培训。
可靠性v可可靠靠性性概概念念指指系系统统或或设设备备在在规规定定条条件件下下和和规规定定时时间间内内完完成成规规定定功功能能的的能能力力。
有有固固有有可可靠靠性性和和使使用用可可靠靠性性之之分分，固固有有可可靠靠性性指指通通过过设设计计和和制制造造形形成成的的内内在在可可靠靠性性，使使用用可可靠靠性性指指在在使使用用过过程程中中发发挥挥出出来来的的可可靠靠性性。
它它受受环环境境条条件件，使使用用操操作作，维维修修等等因因素素的的影影响响，使使用用可可靠靠性性总总小于固有可靠性。
小于固有可靠性。
可靠性试验
（一）v温度循环温度循环TCTTCT：
判断产品在极高，极低温判断产品在极高，极低温度下抗变力及在极高，极低温度中交替度下抗变力及在极高，极低温度中交替之效应。
之效应。
v热冲击热冲击TSTTST：
同上，但条件更严酷。
同上，但条件更严酷。
v高压蒸煮高压蒸煮PCTPCT：
利用严厉的压力，湿气和利用严厉的压力，湿气和温度加速水汽之渗透来评估非密闭性之温度加速水汽之渗透来评估非密闭性之固态产品对水汽渗透之效应。
固态产品对水汽渗透之效应。
v加速老化加速老化HASTHAST：
同上。
同上。
可靠性试验
（二）v高温反偏高温反偏HTRBHTRB：
对产品施加一定的高温来加速产品电对产品施加一定的高温来加速产品电性能的老化。
性能的老化。
v回流焊回流焊REFLOWREFLOW：
用于判断器件（用于判断器件（SMDSMD）在回流焊接过程在回流焊接过程中所产生之热阻力及效应。
中所产生之热阻力及效应。
v易焊性易焊性SOLDERSOLDER：
判断产品之可焊度。
判断产品之可焊度。
v耐焊接热耐焊接热：
判断直插式产品在焊接过程中产生的热阻：
判断直插式产品在焊接过程中产生的热阻力及效应。
力及效应。
v引线弯曲引线弯曲：
考核产品管脚抗机械应变力之能力。
：
考核产品管脚抗机械应变力之能力。
可靠性试验（三）v交变试验交变试验：
评估产品在经过极高，极低温度后，再放入温：
评估产品在经过极高，极低温度后，再放入温湿度变化之环境后产生的效应。
湿度变化之环境后产生的效应。
v稳态湿热稳态湿热THTTHT：
评估非密闭性之固态产品在湿气环境下之：
评估非密闭性之固态产品在湿气环境下之可靠度，使用温度条件加速水汽渗透。
可靠度，使用温度条件加速水汽渗透。
v高温贮存高温贮存HTSTHTST：
判断高温对产品之效应。
：
判断高温对产品之效应。
v低温试验低温试验LTLT：
判断低温对产品之效应。
：
判断低温对产品之效应。
v电耐久电耐久BURN-INBURN-IN：
对产品施加一定的电压，电流来加速产：
对产品施加一定的电压，电流来加速产品的电老化。
品的电老化。
可靠性试验设备v试验设备试验设备：
高低温循环箱，高速老化箱，调：
高低温循环箱，高速老化箱，调温调湿箱，可焊性测试仪，高温烘箱，分立温调湿箱，可焊性测试仪，高温烘箱，分立器件综合老化系统，高温反偏系统。
器件综合老化系统，高温反偏系统。
v测试设备测试设备：
多功能晶体管筛选仪，晶体管图：
多功能晶体管筛选仪，晶体管图性特示仪（性特示仪（XJ4810,370BXJ4810,370B等）。
等）。
失效率v失失效效率率指指产产品品工工作作到到tt时时刻刻后后在在单单位位时时间间内内失失效效的的概概率率。
单单位位：
%/10%/1033小小时时。
（每每工作工作10001000小时后产品失效的百分数）小时后产品失效的百分数）失效曲线v也称也称失效浴盆曲线，因形状象浴盆。
失效浴盆曲线，因形状象浴盆。
v早早期期失失效效期期：
（tt）大大，随随时时间间迅迅速速下下降降。
通通过过改改进进设设计计，加加强强监监控控可可减减少少早早期期失失效效，通通过过筛筛选选可可减减小小（缩缩短短或或去去掉掉）早早期期失失效效期期.工工艺艺缺缺陷陷、材料缺陷、筛选不充分引起。
材料缺陷、筛选不充分引起。
v偶偶然然失失效效期期：
（tt）小小，为为常常数数，时时间间较较长长，失失效效带带有有偶偶然然性性，是是使使用用的的良良好好时时间间。
很很多多是是静静电电损损伤伤、过过电电损伤引起。
有突发性和明显性损伤引起。
有突发性和明显性v耗耗损损失失效效期期：
产产品品使使用用后后期期，（tt）迅迅速速增增加加，因因老老化化，磨磨损损，疲疲劳劳等等使使器器件件失失效效。
元元器器件件老老化化引引起起。
有时间性和隐蔽性有时间性和隐蔽性静电，静电放电v静静电电当当两两种种材材料料一一起起摩摩擦擦，一一种种材材料料丢丢失失电电子子，另另一一种种则则收收集集电电子子，前前者者带带正正电电，后后者者则则带带负负电电，如如果果两两种种摩摩擦擦的的物物体体在在分分离离的的过过程程中中电电荷荷难难以以中中和和，电电荷荷即即会会积积累累使使物物体体带带上上静静电电。
静电就是一种物体上的非移动的充电。
静电就是一种物体上的非移动的充电。
v静静电电放放电电如如果果带带静静电电的的物物体体遇遇到到合合适适的的机机会会，它它会会将将所所带带的的电电荷荷放放掉掉，又又回回到到中中性性，此此过程即是静电放电过程即是静电放电ESDESD。
静电对电子元件之影响v物物体体放放电电形形式式主主要要通通过过低低电电阻阻区区域域，放放电电电电流流I=I=Q/t,Q/t,即即静静电电电电荷荷变变化化量量与与完完成成这这些些静静电电电电荷荷变变化化所所用用的的时时间间之之比比。
当当II足足够够大大时时，能能影影响响P-NP-N结结热热击击穿穿接接合合点点，导导致致氧氧气气层层击击穿穿，引引起起即即时时的的和和不不可可逆逆转转的的损损坏坏，但但这这种种损损坏坏只只有有10%10%可可引引起起产产品品即即时时损损坏坏，90%90%的的产产品品可可毫毫无无觉觉察察地地通通过过测测试试，流流到到客客户户手手里里，但但它它的的可可靠靠性性却却大大大大地地降降低低了了，并并且且静静电电可可吸吸附附灰灰尘尘，降降低低基片净化度，使基片净化度，使ICIC成品率下降。
成品率下降。
静电产生的宏观原因v环境环境如地面，装修隔间，温湿度。
如地面，装修隔间，温湿度。
v工工具具和和材材料料清清洗洗机机，吸吸管管，镊镊子子，物物流流车车，周转箱，烘箱，纸片，工作机台等。
周转箱，烘箱，纸片，工作机台等。
v工工作作者者及及其其活活动动人人的的动动作作如如脱脱衣衣，起起立立，被感应，接触带电，剥离，冲击，摩擦。
被感应，接触带电，剥离，冲击，摩擦。
静电的防护v静电防护原则静电防护原则：
少产生，不积累，快泄放。
少产生，不积累，快泄放。
v静电防护基本方法静电防护基本方法：
泄漏，中和，屏蔽：
泄漏，中和，屏蔽v环环境境方方面面，铺铺设设防防静静电电地地毯毯，地地板板，台台垫垫，入入口口处处工工作作处处接接地地线线等等防防静静电电消消除除器器。
控控制制温温湿湿度度，使使用用离离子子风机，静电环。
风机，静电环。
v器器材材方方面面，防防静静电电工工作作服服，鞋鞋，腕腕带带，导导电电泡泡沫沫板板，防防静静电电文文件件盒盒，周周转转箱箱，物物流流车车，包包装装袋袋，抗抗静静电电剂剂等。
等。
v产产品品设设计计方方面面，将将静静电电防防护护体体现现到到元元件件和和产产品品设设计计中中，尽尽量量使使用用对对静静电电不不敏敏感感的的元元件件，或或者者在在器器件件内内部部设设置置静静电电防防护护元元件件，对对使使用用的的静静电电放放电电敏敏感感器器件件提提供供适适当当的输入保护。
的输入保护。
封装基本流程v磨磨片片划划片片装装片片球球焊焊包包封封后后固固化化电电镀镀打打印印冲冲切切成成型型测测试试包包装装入库。
入库。
v上述流程视产品不同有较大的变化。
上述流程视产品不同有较大的变化。
流程简述
（一）v磨磨片片将将芯芯片片的的反反面面（非非布布线线的的一一面面）根根据据工工艺艺标标准准，客客户户要要求求或或一一些些特特殊殊要要求求磨磨去去一一层层，使使芯芯片片的的厚厚度度达达到要求。
到要求。
v划划片片用用划划片片刀刀（或或其其它它手手段段如如激激光光）在在圆圆片片上上的的划划片片槽槽中中割割划划，使使整整个个大大圆圆片片分分割割成成很很多多细细小小的的晶晶片片（单个芯片），以利装片。
（单个芯片），以利装片。
v装装片片将将已已划划好好片片的的大大圆圆片片上上的的单单个个芯芯片片用用吸吸嘴嘴取取下下后后装装在在引引线线框框的的基基岛岛上上。
此此时时芯芯片片背背面面上上须须用用粘粘接接剂剂粘在基岛上。
粘在基岛上。
v球球焊焊用
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