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IC失效分析培训

汇报人：XX

2024-01-24

失效分析概述

IC失效分析方法与流程

IC失效分析技术与应用

IC失效案例分析与讨论

IC失效预防措施与改进建议

总结与展望

contents

目

录

失效分析概述

01

CATALOGUE

指电子元器件在规定的条件下和规定的时间内，不能完成规定功能的现象。

失效定义

根据失效的性质和表现形式，可分为破坏性失效和非破坏性失效；根据失效的原因，可分为本征失效和误用失效。

失效分类

确定器件失效的性质和原因，提出纠正措施，防止类似失效的再次发生，提高器件的可靠性。

对于指导设计、工艺、材料改进，提高产品质量和可靠性水平，以及对于器件的评价、验收、仲裁等都具有重要意义。

失效分析意义

失效分析目的

常见失效现象

开路、短路、漏电、参数漂移、功能失效等。

常见失效原因

设计缺陷、工艺缺陷、材料缺陷、使用不当、环境应力等。其中，静电放电、过电应力、机械应力等是导致IC失效的常见环境因素。

IC失效分析方法与流程

02

CATALOGUE

通过目视或使用放大镜、显微镜等工具检查IC的外观，寻找可能的物理损伤、腐蚀、裂纹等。

外观检查

电气测试

功能验证

使用万用表、示波器等工具对IC进行电气性能测试，如电压、电流、电阻、电容等参数的测量。

将IC接入测试电路或系统中，验证其功能是否正常，以判断失效是否由IC本身引起。

03

02

01

对封装后的IC进行开封处理，露出芯片表面，以便进行后续的失效分析。

开封处理

使用显微镜对开封后的芯片表面进行详细检查，寻找可能的缺陷、污染、金属化异常等。

显微镜检查

对芯片进行剖面处理，观察芯片内部的层次结构、材料成分等，以分析失效的深层次原因。

剖面分析

01

02

接收失效IC并登记相关…

记录IC的型号、批次、失效现象等信息。

非破坏性分析

进行外观检查、电气测试和功能验证等非破坏性分析，初步判断失效原因。

破坏性分析准备

根据非破坏性分析的结果，制定破坏性分析计划，准备相应的工具和设备。

破坏性分析

进行开封处理、显微镜检查和剖面分析等破坏性分析，深入探究失效原因。

分析结果汇总与报告

将非破坏性分析和破坏性分析的结果进行汇总，编写失效分析报告，提出改进建议。

03

04

05

IC失效分析技术与应用

03

CATALOGUE

03

能量散射光谱（EDS）

配合SEM或TEM使用，通过检测样品散射的电子能量，确定IC材料的元素组成。

01

扫描电子显微镜（SEM）

利用高能电子束扫描IC表面，通过检测反射电子或次级电子获取表面形貌和组成信息。

02

透射电子显微镜（TEM）

将IC切片后，用高能电子束穿透样品，通过检测透射电子获取内部结构信息。

1

2

3

利用X射线在IC晶体中的衍射效应，分析晶体结构和相变，辅助失效机理研究。

X射线衍射（XRD）

通过测量X射线激发出的光电子能量，分析IC表面化学状态和元素组成。

X射线光电子能谱（XPS）

利用红外光照射IC，检测其吸收、反射或透射光谱，分析有机污染物或化学键合状态。

红外光谱（IR）

IC失效案例分析与讨论

04

CATALOGUE

ESD事件描述

失效现象

原因分析

预防措施

在制造或测试过程中，由于静电放电（ESD）事件导致IC芯片损坏。

ESD产生的高电压或大电流脉冲对芯片内部电路造成破坏，如击穿绝缘层、烧毁晶体管等。

芯片功能异常，如无法正常工作、性能下降或完全失效。

加强静电防护措施，如穿戴防静电服装、使用防静电设备和工具、控制环境湿度等。

在IC芯片上施加超过其承受能力的电压或电流。

过电应力描述

芯片过热、性能下降、功能异常或完全失效。

失效现象

过电应力导致芯片内部电路元件过热损坏，或引发电迁移、热迁移等效应导致电路开路或短路。

原因分析

严格控制电源和信号电压在芯片规格范围内，避免过压或过流情况的发生；优化芯片散热设计，提高芯片的耐热性能。

预防措施

A

B

C

D

封装缺陷描述

IC芯片封装过程中出现的缺陷，如气泡、裂纹、杂质等。

原因分析

封装缺陷导致芯片内部电路与外界环境之间的隔离失效，引发漏电、短路等问题。

预防措施

加强封装工艺控制，确保封装质量；采用可靠的封装材料和结构，提高芯片的耐候性和抗机械应力能力。

失效现象

芯片性能不稳定、易受环境影响或完全失效。

案例描述

包括但不限于制造缺陷、设计缺陷、使用不当等原因导致的IC失效案例。

原因分析

针对具体案例进行深入分析，找出导致失效的根本原因，如设计不合理、制造工艺问题、使用条件恶劣等。

失效现象

芯片性能异常、功能失效或无法正常工作。

预防措施

针对不同类型的失效原因，采取相应的预防措施，如改进设计、优化制造工艺、提供详细的使用说明和注意事项等。

IC失效预防措施与改进建议

05

CATALOGUE

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