失效分析方案原理及作用簡述
常用的FA分析方案
FA無損分析:X-ray,Thermal。
FA有損分析:晶圓背部開封,晶圓正面開封測試,OBIRCH,EMMI,取DEI,扎針測試晶圓電性,去層分析。
常用的FA分析方案原理及作用簡述
- X-ray
原理:X射線穿透成像。
作用:判斷封裝打線是否存在明顯異常,例如:打線塌絲,打線熔斷,打線脫球 - Thermal
原理:加電后對壞點部位發出的紅外輻射成像,高溫區域亮。
作用:執行有損操作前,初步定位發熱點、局部熱點分析。例如:判斷熱點是位于打線還是晶圓。 - 晶圓背部開封
原理:激光燒掉塑封露出銅框架,硝酸去銅,清理干凈晶背。
作用:裸露出晶背,后續可以做OBIRCH/EMMI定位壞點。觀察晶背下層是否存在燒傷。 - 晶圓正面開封
原理:使用化學藥劑腐蝕封裝材料,暴露芯片正面。
作用:直接觀察晶圓表明是否存在燒傷。 - OBIRCH
原理:聚焦紅外激光對芯片電路進行掃描,當激光照射到存在泄漏電流(如短路、漏電)區域時,這些區域會由于吸收激光而略微升溫,導致該區域電阻發生變化,從而定位到壞點。
作用:定位芯片短路、漏電路徑。例如:失效芯片引腳短路(低阻)。 - EMMI
原理:半導體器件在失效區域工作時會發出的微光。InGaAs紅外探測器捕獲光點成像,從而定位壞點位置。
作用:定位晶圓短路、漏電、擊穿等缺陷區域。例如:晶圓工況異常,功耗異常時,可用于壞點定位。 - 取DEI + 扎針測試晶圓電性
原理:去除打線,取出晶圓;機臺探針代替打線,可加電測試工況。
作用:對晶圓加電,測試工況。 - 去層分析
原理:通過化學腐蝕、等離子刻蝕或機械研磨等手段,逐步去除芯片的封裝材料及內部各功能層(如金屬層、介電層等),逐層暴露芯片內部結構。
作用:直接觀察每層電路是否存在異常,確認缺陷所在的芯片具體層次。

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