IC失效分析培训.ppt

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1、江苏长电科技股份有限公司IC失效分析培训教材IC工程部一般概念失效：产品失去规定的功能。失效分析：为确定和分析失效器件的失效模式，失效机理，失效原因和失效性质而对产品所做的分析和检查。失效模式：失效的表现形式。失效机理：导致器件失效的物理，化学变化过程。失效原因：导致发生失效的直接原因，它包括设计，制造，使用和管理等方面的问题。失效分析的目的：失效分析是对失效器件的事后检查，通过失效分析可以验证器件是否失效，识别失效模式，确定失效机理和失效原因，根据失效分析结论提出相应对策，它包括器件生产工艺，设计，材料，使用和管理等方面的有关改进，以便消除失效分析报告

2、中所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电特性测试设备包括开短路测试设备（CD318A，S9100），万用表和各种测试分厂的测试机。观察测量设备X射线透视机，金相显微镜（放大倍数50---1000），测量显微镜（带摄像头并与显示器和终端处理电脑相连，放大位数50---500），立体显微镜，扫描电子显微镜SEM。试验设备烘箱，回流焊机，可焊性测试仪，成份分析仪。解剖设备和辅助设备开帽机，密封电炉，超声清洗机，镊子，研磨切割机，玻璃仪器（试管，烧杯，玻璃漏斗，滴管等）。工作间设施应配有通风柜，清洗池，水源，相关化剂（盐酸

3、，硝酸，硫酸和无水乙醇，丙酮，氢氧化钠等）。分析报告失效分析报告应包括：a,失效器件的主要失效现场信息。b,失效器件的失效模式。c,失效分析程序和各阶段的初步的分析结果。d,失效分析结论。e,提出纠正建议措施。报告中应附分析图片和测试数据，以及相应说明。分析人员应具有的素质具有半导体集成电路的专业基础知识，熟悉集成电路原理，设计，制造，测试，使用线路，可靠性试验，可靠性标准，可靠性物理和化学等方面的有关知识，并有一定的实践经验，必须受过专业培训。可靠性可靠性概念指系统或设备在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。有固有可靠性和使用可靠性之分，固有可靠

4、性指通过设计和制造形成的内在可靠性，使用可靠性指在使用过程中发挥出来的可靠性。它受环境条件，使用操作，维修等因素的影响，使用可靠性总小于固有可靠性。可靠性试验（一）温度循环TCT：判断产品在极高，极低温度下抗变力及在极高，极低温度中交替之效应。热冲击TST：同上，但条件更严酷。高压蒸煮PCT：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固态产品对水汽渗透之效应。加速老化HAST：同上。可靠性试验（二）高温反偏HTRB：对产品施加一定的高温来加速产品电性能的老化。回流焊REFLOW：用于判断器件（SMD）在回流焊接过程中所产生之热阻力及效应。易

5、焊性SOLDER：判断产品之可焊度。耐焊接热：判断直插式产品在焊接过程中产生的热阻力及效应。引线弯曲：考核产品管脚抗机械应变力之能力。可靠性试验（三）交变试验：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。稳态湿热THT：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。高温贮存HTST：判断高温对产品之效应。低温试验LT：判断低温对产品之效应。电耐久BURN-IN：对产品施加一定的电压，电流来加速产品的电老化。可靠性试验设备试验设备：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，分立器件综合老化

6、系统，高温反偏系统。测试设备：多功能晶体管筛选仪，晶体管图性特示仪（XJ4810,370B等）。失效率失效率指产品工作到t时刻后在单位时间内失效的概率。单位：%/103小时。（每工作1000小时后产品失效的百分数）失效曲线也称失效浴盆曲线，因形状象浴盆。早期失效期：λ（t）大，随时间迅速下降。通过改进设计，加强监控可减少早期失效，通过筛选可减小（缩短或去掉）早期失效期.工艺缺陷、材料缺陷、筛选不充分引起。偶然失效期：λ（t）小，为常数，时间较长，失效带有偶然性，是使用的良好时间。很多是静电损伤、过电损伤引起。有突发性和明显性耗损失效期：产品使用后期，λ（

7、t）迅速增加，因老化，磨损，疲劳等使器件失效。元器件老化引起。有时间性和隐蔽性静电，静电放电静电当两种材料一起摩擦，一种材料丢失电子，另一种则收集电子，前者带正电，后者则带负电，如果两种摩擦的物体在分离的过程中电荷难以中和，电荷即会积累使物体带上静电。静电就是一种物体上的非移动的充电。静电放电如果带静电的物体遇到合适的机会，它会将所带的电荷放掉，又回到中性，此过程即是静电放电ESD。静电对电子元件之影响物体放电形式主要通过低电阻区域，放电电流I=Q/t,即静电电荷变化量与完成这些静电电荷变化所用的时间之比。当I足够大时，能影响P-N结热击穿接合点，导致氧

8、气层击穿，引起即时的和不可逆转的损坏，但这种损坏只有10%可引起产品即时损坏，9