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dictall

金虫 (正式写手)

[交流] 电子封装产品失效分析要做哪些实验

正在做一个电子产品失效分析。题目就这个，没有别的要求，尽量做得越深入越好。
现在问题是不知道要做哪些实验。现在就做了SAM超声，金相实验。不知道还需要做什么实验可以进一步分析？x-ray看了一下觉得没用。有必要做SEM甚至TEM吗？以前没做过，不知道如果做，也不知道通过TEM得出产品UBM层有什么作用。
实验器材和经费不用考虑。
望高人指点
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1楼 2011-03-14 12:35:41
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zhangbo2706

木虫 (著名写手)
加速应力试验和加速寿命试验。主要包括更高频率的功率循环； 更高的振动水平； 高湿度； 更严酷的温度循环； 更高的温度。
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5楼2012-03-11 22:06:25
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qfw_68

版主 (文坛精英)
dictall(金币+10, 博学EPI+1): 谢谢啦。。。以后有问题，还望多多指教！ 2011-03-14 17:30:23
参考：

信息收集（失效前后的经历和背景等）；
外观检查（金相和立体显微镜）；电性能测试（参数测试、功能测试等）；
非破坏性物理分析（X-Ray、X-SAM等）；
开封及去层（机械开封、化学开封与离子蚀刻）；
内部形貌观察（立体显微镜、金相显微镜、SEM、切片）；
内部电路分析（探针、FIB、电参数测试）；
其他分析与试验验证（EDS、AFS、TOP-SIMS、AFM、TEM、FTIR、ESD&Latch-up、液晶、
电迁移试验、环境应力试验、热载流子、TDDB等）；
https://www.ceprei.com/service/s ... ?category_id=107104
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2楼2011-03-14 16:22:10
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polestar

禁虫 (小有名气)
本帖内容被屏蔽
3楼2011-03-17 19:29:16
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我欲麒麟

木虫 (正式写手)
★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
dictall(金币+10): 2012-03-12 13:23:16
是分析一个试样的失效呢还是分析这一类产品的失效啊？若是前者则楼上写的很全了，要是后者最好再加点
要做分析先明白可能失效的因素吧，
内因：
设计、制造、元器件质量
外因：
气候环境
温度、湿度、气压、日照、尘埃、盐雾、风雨…
机械环境
跌落、振动、冲击、离心加速度…
生化环境
昆虫、霉菌、啮齿动物，酸碱性环境(工业大气SO2、化学试剂和离子)…
电学环境
电压、电流、静电感应、浪涌电平、电磁场、电热效应…
辐射环境
电磁辐射、中子、质子、射线、高能电子...

若要分析一种常见的现象必然要进行多次实验并进行相应的分析，比如

失效率试验（找出失效率、置信度、允许失效数和总试验时间的关系）
寿命试验（长期寿命加速寿命...）
可靠性增长试验
可靠性基础试验


失效分析工作流程
确认失效现象
明确失效分析深度(目标)
据失效现象，列失效部位全部疑点
制定排除疑点方案
逐级定位失效部位
提出导致失效部位现象的假说
用试验方法验证假说
提出预防失效方案
试验预防失效方案效果
实施预防失效方案

失效分析原则
先方案后操作
先光学后电学
先外后内
先静态后动态
先非破坏后破坏
先一般后特殊
先公用后专用
先简单后复杂
先主要后次要


分析步骤
数据收集与分析
现场收集、使用者报告
判断失效根源
失效现象观察判定
失效可能部位、详细分析的目标
假定失效机理
失效机理的认定与验证
分析原则
总结
数据库

非破坏性分析
外部检查
适当放大倍数
引出端、电镀层、焊区；外封材料、密封处、标志…
沾污及附着物，机械、热及电气损伤，修正及不正确迹象
器件功能试验
确定开路或短路
阈值检验：引出端对衬底
外壳绝缘
引出端组合
电学参数测量
按合同

非破坏性分析
X射线
垂直顶端表面
引线开路或短路、封壳内异物、焊接质量
不能检查Al丝
检漏
示踪He、放射性同位素细检漏
碳氟化合物粗检漏
清洗外壳
沾污
有机溶剂超声清洗
去离子水冲洗
氮气干燥

可鉴别部分失效模式和机理
引线开/短路
引线和焊接区的开/短路
外引线腐蚀
电阻变化
pn结退化漏电流
电学参数退化
封壳外金属层缺损、脱落
密封问题
异物存在
键合或引线位置不良
芯片或衬底安装中空隙、开裂、虚焊、开焊


半破坏性分析
内部检查
电学检验
真空烘烤
10-5mmHg，150~250C，2 h，漏电流变化
多头探针探测
局部电阻、短路、开路、击穿电压、漏电流、晶体管增益参数
确定失效部位

可鉴别部分失效模式和机理
内部金属层钻蚀、电迁移、缺损/剥皮、腐蚀，IMC生长
氧化层沾污、变色、缺陷、裂缝、针孔
金属/半导体接触区反应
pn结退化漏电流
氧化层、介质层短路
键合、内引线位置不良
掩膜未套准
异物
表面参数稳定性
结、扩散区质量



破坏性分析
剖面分析
特征剖面、染色
显微观察、拍照记录
氧化层缺陷分析
去芯片键合、金属互连层，观察记录
半导体接触区电特性记录
扩散缺陷分析
去钝化层
探测接触区、记录电特性

可鉴别部分失效模式和机理
氧化层、介质层厚度及不完整
扩散层不完整
结几何形状
IMC形成
键合/金属化层界面空隙
接触金属向半导体或衬底扩散
金属层电迁移
芯片或衬底安装空隙



自选特殊分析
残余气体分析
浓度、类型
表面轮廓曲线测量
氧化层、介质层、金属层厚度
光扫描
开封完整器件，结光电压
氧化层沾污
红外扫描
工作器件过热点，红外辐射取样

电子显微镜
失效金属化层、材料结构
扫描电子显微、X射线化学分析
高分辨、深视场检缺陷
纳米尺度缺陷
固态反应生成物
腐蚀产物
重现失效试验结构
失效机理

这个问题太大了我也只是罗列了一点，希望能帮到你
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4楼2012-02-25 00:07:35
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