失效芯片分析經驗總結
一,芯片的組成部分
芯片主要組成有外引腳,走線,晶圓三部分。
二,芯片失效類型
內置預驅芯片,目前接觸到內置預驅失效芯片大多都為硬件電路出現損傷,少部分為硬件電路正常而預驅工作狀態異常。而硬件電路損傷表現為:1).預驅相關引腳損傷.2).MCU引腳損傷。其中預驅引腳損傷包括VCC,VB,HO,VS,LO短路(低阻)或開路;MCU引腳損傷包括AVDD引腳短路(低阻)或開路。預驅工作狀態異常表現為某相引腳輸出不受控(恒高,恒低),工作電流異常(偏高,偏低)。
無內置預驅單MCU芯片,目前接觸單MCU芯片失效類型較為單一,因為MCU工作電壓一般為5v或3.3v,AVDD工作電流一般不超過30mA,引腳對外輸出(對內輸入)功耗一般小于15mA,所以MCU很少在正常工況下出現失效情況。失效多為外部因素引入,比如ESD,應用過壓,驅動電路損傷導致大電流(電壓)回灌損壞MCU。MCU有另外的失效:時鐘偏頻,ADC采樣錯誤,OPA_OUT出現異常波動等。這種根據目前的知識分析:如果是大批量出貨只單個或極個別芯片出現失效,則是偶發(靈異)現象可以忽略。如果是可以穩定復現則為芯片設計缺陷,需要芯片進行改版設計或在測試階段增加卡控手段避免不良品流出。
三,失效分析原理
穩定復現的失效判定芯片失效。根據失效現象定位失效是MCU的die損傷,預驅die損傷。外部限流加壓測試電路回路的電流是否正常。如果芯片內部電路存在損傷,勢必電流會和良品芯片呈現差異;電流存在差異可以通過Thermal(焦耳定律),EMMI(電子遷移),OBIRCH(激光掃描引發電阻變化)在die上進一步的定位失效電路。通往對比集成電路 (IC) 布局的物理設計視圖對應失效器件,最后在根據電路設計原理圖結合電路分析該器件損傷為什么會導致芯片出現相應(失效)現象。
四,失效分析前提
首先失效現象必須可以穩定復現,再次基礎上才可以進行后續失效分析。
五,結合具體案例分析(有易至難)
1.)

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