半導(dǎo)體集成電路失效分析原理及常見失效分析方法介紹！

失效分析（FA）是一門發(fā)展中的新興學(xué)科，近年開始從軍工向普通企業(yè)普及。它一般根據(jù)失效模式和現(xiàn)象，通過分析和驗證，模擬重現(xiàn)失效的現(xiàn)象，找出失效的原因，挖掘出失效的機理的活動。在提高產(chǎn)品質(zhì)量，技術(shù)開發(fā)、改進，產(chǎn)品修復(fù)及仲裁失效事故等方面具有很強的實際意義。其方法分為有損分析，無損分析，物理分析，化學(xué)分析等 。今天 【科準(zhǔn)測控】 小編就半導(dǎo)體集成電路失效分析含義以及常見的失效分析方法來為大家做個簡單的介紹！

失效分析（FA ）

失效分析（Failure Analysis，F(xiàn)A）是指對已失效器件進行的一種事后檢查。即便是高可靠器件或是已經(jīng)長期穩(wěn)定供貨的產(chǎn)品，也會有偶發(fā)失效。這是由于器件與器件之間、批次與批次之間，存在質(zhì)量一致性的差異。這些差異可能來源于生產(chǎn)過程質(zhì)量控制、微組裝操作的規(guī)范執(zhí)行程度、人員的更換、環(huán)境的波動、設(shè)備的異常，甚至來源于同種原材料的不同批次。差異是普遍存在且不可避免的，但是由差異而引發(fā)的質(zhì)量問題是可以避免的。通過建立良好的質(zhì)量體系，從人、機、料、法、環(huán)等方面，識別差異、管理差異、控制差異來確保產(chǎn)品的可靠性不受影響。

一旦產(chǎn)品偶發(fā)失效，失效分析環(huán)節(jié)便開始啟動，對失效模式、失效原因和失效機理進行定位，從人、機、料、法、環(huán)的角度，層層展開，逐一排查。這種基于質(zhì)量體系的失效分析，往往需要建立故障分析樹或魚骨圖，以便更加有條理地進行失效分析。故障分析樹或魚骨圖的正確展開，首先要做的工作就是對失效現(xiàn)象進行正確的描述，而后才能排查引起這種失效現(xiàn)象可能的原因。依靠經(jīng)驗可以加快失效分析的進程，有助于快速定位問題的根源，但經(jīng)驗有時也會蒙蔽發(fā)現(xiàn)問題的眼睛，無法發(fā)現(xiàn)相近的失效現(xiàn)象背后的微小差別。這樣，同樣的質(zhì)量問題在下一個批次中還會發(fā)生，從而給人們帶來血淋淋的一教訓(xùn)。失效分析的目的，是找到問題的本質(zhì)，確定失效模式和失效機理，提出有效的改進措施，提高成品率和可靠性。進一步，要做到舉一反三。

失效分析是電子封裝領(lǐng)域一種常用的分析手段。當(dāng)器件完全喪失功能、功能衰退或失去可靠性與安全性時，需要通過失效分析來研究失效機理、失效模式，找到解決和預(yù)防措施。

有人提出，器件一旦失效，千萬不要敬而遠之，而是如獲至寶。這是因為，失效器件攜帶著寶貴的缺陷信息，這些缺陷信息是設(shè)計、制造過程中的矛盾、不適應(yīng)、不合理問題的最直接反映。創(chuàng)根問底地研究這些缺陷信息，有利于了解封裝技術(shù)的本質(zhì)，也有利于學(xué)習(xí)封裝技術(shù)中力學(xué)、熱學(xué)、電氣學(xué)、材料學(xué)、機械學(xué)等基礎(chǔ)原理。

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失效分析一般按照先無損檢測再破壞性分析的順序開展。這是因為一旦樣品被破壞，就難以還原了，一些可能被忽略掉的信息再也無法追回了。常見的失效分析****方法 如下 ：

（1）目檢

觀察芯片表面沾污、裂紋、腐蝕，金屬外殼絕緣子裂紋，鍍層腐蝕、脫落，鍵合絲缺失、損傷、連接錯誤等。

（2）電測試

測試器件功能、參數(shù)等。

（3）X射線照相

用于檢查鍵合金絲完整性，焊點與焊盤的焊接情況，密封區(qū)、粘片區(qū)的空洞問題。（4）超聲掃描

超聲波在物體中傳播，遇到不同介質(zhì)的交界面會發(fā)生反射，通過檢測反射波來檢測封裝結(jié)構(gòu)中的分層、空洞、裂紋等問題。

（5）掃描電鏡及能譜

觀察失效樣品的微觀結(jié)構(gòu)，鑒定化學(xué)成分等。

（6）密封

通過粗檢漏、細檢漏判斷器件氣密性和漏率。

（7）PIND

通過顆粒噪聲檢測器件內(nèi)是否存在可動多余物。

（8）內(nèi)部氣氛檢測

測量密封器件內(nèi)部水汽、氧氣、二氧化碳等內(nèi)部氣氛的種類及含量。

（9）紅外成像

通過紅外成像，觀察芯片表面熱點位置，判斷是否存在擊穿、短路等問題。

據(jù)報道，美國軍方在20世紀60年代末到70年代初采用了以失效分析為主的元器件質(zhì)量保證計劃，在六七年間使集成電路的失效率從7×10 7/h降到3×10 /h，降低了4個數(shù)量級，成功地實現(xiàn)了“民兵Ⅱ”型洲際導(dǎo)彈計劃、阿波羅飛船登月計劃。可見失效分析在各種重大工程中的作用有多重要了。

以上就是 【科準(zhǔn)測控】 小編分享的半導(dǎo)體集成電路失效分析原理及常見的失效分析方法介紹了，相信大家看過后也會更清楚了。科準(zhǔn)測控專注于推拉力機研發(fā)、生產(chǎn)、銷售。廣泛用于與LED封裝測試、IC半導(dǎo)體封裝測試、TO封裝測試、IGBT功率模塊封裝測試、光電子元器件封裝測試、大尺寸PCB測試、MINI面板測試、大尺寸樣品測試、汽車領(lǐng)域、航天航空領(lǐng)域、軍工產(chǎn)品測試、研究機構(gòu)的測試及各類院校的測試研究等應(yīng)用。如果您有遇到任何有關(guān)推拉力機的問題，歡迎給我們私信或留言，科準(zhǔn)的技術(shù)團隊也會為您免費解答！

審核編輯 黃宇