可靠性測(cè)試以及效應(yīng)分析.ppt

1、2020/12/5,可靠性測(cè)試以及失效分析,2020/12/5,1,可靠性測(cè)試與失效分析,可靠性的基本概念,2020/12/5,2,可靠性測(cè)試與失效分析 前言,1.前言 質(zhì)量（Quality）與可靠性（Reliability）是IC產(chǎn)品的生命，良好的品質(zhì)及使用的耐力是一顆優(yōu)秀IC產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力所在。在做產(chǎn)品驗(yàn)證時(shí)我們往往會(huì)遇到三個(gè)問題，驗(yàn)證什么，如何去驗(yàn)證，以及哪里去驗(yàn)證，驗(yàn)證后的結(jié)果分析(Failure analysis), 如何進(jìn)行提高(Improvement). 如果解決了這些問題，質(zhì)量和可靠性就有了保證，制造商才可以大量地將產(chǎn)品推向市場(chǎng)，客戶才會(huì)放心地使用產(chǎn)品。 本文中將介紹可靠性的定義

2、,測(cè)試方法和標(biāo)準(zhǔn), 失效機(jī)理以及失效分析方法。,2020/12/5,3,可靠性測(cè)試與失效分析 質(zhì)量與可靠性,2.質(zhì)量與可靠性 質(zhì)量是一組固有特性滿足要求的程度 質(zhì)量是對(duì)滿足程度的描述，滿足要求的程度的高低反映為質(zhì)量的好壞，在比較質(zhì)量的優(yōu)劣時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意在同一等級(jí)上進(jìn)行比較。 可靠性: 產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力 可靠性的概率度量稱可靠度(即完成規(guī)定功能的概率)。 產(chǎn)品或產(chǎn)品的一部分不能或?qū)⒉荒芡瓿梢?guī)定功能(Spec)的事件或狀態(tài)稱故障，對(duì)電子元器件來說亦稱失效。,2020/12/5,4,可靠性測(cè)試與失效分析 質(zhì)量與可靠性,質(zhì)量與可靠性的相關(guān)性 質(zhì)量提高，器件的一致性變好(如

3、參數(shù)分布等) 器件的一致性更好，可靠性則更均勻(uniform)。 質(zhì)量缺陷的問題被解決，則該缺陷引起的可靠性失效則不 會(huì)發(fā)生。 更進(jìn)一步說，高質(zhì)量等于高可靠性。,2020/12/5,5,可靠性測(cè)試與失效分析 可靠性試驗(yàn),3.可靠性試驗(yàn) 可靠性試驗(yàn)是評(píng)估產(chǎn)品一定時(shí)間內(nèi)可靠性水平,暴露存在的問題。 規(guī)定條件環(huán)境條件(溫度/濕度/振動(dòng)等)，負(fù)載大小，工作方式等。 規(guī)定時(shí)間隨時(shí)間推移，產(chǎn)品可靠度下降。 規(guī)定功能所有功能和技術(shù)指標(biāo)。 可靠性是設(shè)計(jì)并制作在產(chǎn)品內(nèi)的，而不是試驗(yàn)出來的。可靠性試驗(yàn)只能降低用戶的風(fēng)險(xiǎn)。 新的可靠性評(píng)估方法是改評(píng)估產(chǎn)品為評(píng)估生產(chǎn)線，相信合格的生產(chǎn)線能把可靠性做到產(chǎn)品中去。,20

4、20/12/5,6,可靠性測(cè)試與失效分析 失效率,4.失效率(Failure rate) 失效率是可靠性測(cè)試中最關(guān)鍵的參數(shù)。 失效率某時(shí)刻尚未失效的器件繼續(xù)工作下去時(shí)在單位時(shí)間內(nèi)失效的幾 率。 通常以 FIT（Failure In Time）作單位，1FIT=10億個(gè)產(chǎn)品1小時(shí) 內(nèi)失效1個(gè)或1000小時(shí)內(nèi)1ppm的失效率。 失效率的倒數(shù)表示兩個(gè)失效之間的間隔時(shí)間，即MTBF （Mean Time Between Failure）。,2020/12/5,7,可靠性測(cè)試與失效分析 失效率,例 有100塊IC，在1000小時(shí)內(nèi)失效5塊，在10001010小時(shí)失效38 塊，求t1000，和t1010h

5、的失效率的估計(jì)值？ (0）5/1000(100-0)=5105/h50000 Fit(1000)38/(1010-1000)(100-5)0.4% h1,2020/12/5,8,可靠性測(cè)試與失效分析 失效率,失效率曲線示意圖 (Bathtub curve),Time,Failure Rate,Infant Mortality,Product Life Time,Wear Out,Commercial5 years Industrial10 years Automotive10-20 years CustomVarious,隨機(jī)失效,早期失效,有用壽命期,磨損失效,2020/12/5,9,可靠性

6、測(cè)試與失效分析 失效率,早期失效：產(chǎn)品本身存在的缺陷（設(shè)計(jì)缺陷/工藝缺陷）造成，改進(jìn)設(shè)計(jì)/材料/工藝的質(zhì)量管理，可明顯改善早期失效率 偶然失效：失效率低且穩(wěn)定，不當(dāng)應(yīng)用是失效主要原因 耗損失效：磨損、老化、疲勞等引起產(chǎn)品性能惡化。如緩慢的化學(xué)變化使材料退化，壓焊點(diǎn)氧化等,2020/12/5,10,可靠性測(cè)試與失效分析 失效率,2020/12/5,11,可靠性測(cè)試與失效分析 失效機(jī)理,5.失效機(jī)理 熱效應(yīng) 金線熱疲勞而斷開、塑封體裂紋引起密封性失效、粘片層空洞引起熱阻增大、鈍化層開裂、芯片開裂、鋁再結(jié)構(gòu)造成開/短路、鍵合處出現(xiàn)紫斑開路等 化學(xué)效應(yīng) 引腳腐蝕、塑封/界面/裂紋吸濕引起鋁線腐蝕/鍵合

7、區(qū)電化學(xué)腐蝕、水汽帶入的離子引起漏電、塑封體中的雜質(zhì)離子引起漏電等 電效應(yīng) 強(qiáng)電場(chǎng)導(dǎo)致柵氧擊穿/MOS電容擊穿、 大電流發(fā)熱導(dǎo)致多晶電阻燒毀/PN結(jié)區(qū)硅燒熔/金屬間電弧/鋁燒熔/塑封碳化等。 機(jī)械應(yīng)力 振動(dòng)、加速度、應(yīng)力等,2020/12/5,12,可靠性測(cè)試與失效分析 抽樣數(shù)和可接受失效數(shù),6.抽樣數(shù)和可接受失效數(shù) 抽樣數(shù)和可接受失效數(shù)由可接受的產(chǎn)品不合格質(zhì)量水平及可信度推算。 通常的抽樣77pcs允許1pc失效對(duì)應(yīng)的可接受不合格質(zhì)量水平的不合格率為5%/1000hrs(50ppm),2020/12/5,13,可靠性測(cè)試與失效分析,可靠性測(cè)試,2020/12/5,14,可靠性測(cè)試與失效分析

8、可靠性工程師工作內(nèi)容,1.可靠性工程師工作內(nèi)容 樣品準(zhǔn)備 可靠性測(cè)試 失效分析 數(shù)據(jù)處理與歸檔,2020/12/5,15,可靠性測(cè)試與失效分析 試驗(yàn)種類,2.試驗(yàn)種類 環(huán)境試驗(yàn) 溫度循環(huán)/沖擊、高壓蒸煮、加速濕熱、鹽霧、耐焊接熱、高溫儲(chǔ)存 壽命試驗(yàn) 早期失效率、動(dòng)態(tài)/靜態(tài)/間歇高溫壽命試驗(yàn) 機(jī)械試驗(yàn) 振動(dòng)/沖擊、加速度、可焊性、鍵合強(qiáng)度 ESD/Latch-up測(cè)試,2020/12/5,16,可靠性測(cè)試與失效分析 可靠性測(cè)試計(jì)算工作,3.可靠性測(cè)試計(jì)算工作 可靠性試驗(yàn)參照標(biāo)準(zhǔn) 加速試驗(yàn)加速因子的計(jì)算 加速環(huán)境應(yīng)力與失效機(jī)理的對(duì)應(yīng)關(guān)系 工藝/封裝/設(shè)計(jì)變動(dòng)與可靠性試驗(yàn)選擇 樣品數(shù)量/批次的選擇,

9、2020/12/5,17,可靠性測(cè)試與失效分析 高溫工作壽命,4.圓片工藝相關(guān)的可靠性試驗(yàn) 4.1 高溫工作壽命(HTOL/Burn-in) 目的：考核產(chǎn)品在規(guī)定條件下全工作時(shí)間內(nèi)的可靠性，發(fā)現(xiàn)熱/電壓加速失效機(jī)理，預(yù)估長(zhǎng)期工作的失效率。 條件：125oC（或使結(jié)溫等于額定值），Vddmax,168hrs（消除早期失效元件，把元件帶到隨機(jī)失效區(qū)）1000hrs （進(jìn)入有用壽命期，試驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)應(yīng)有用壽命期長(zhǎng)短）。 失效機(jī)理：高溫下芯片表面和內(nèi)部的雜質(zhì)加速反應(yīng)，缺陷進(jìn)一步生長(zhǎng)，使器件性能退化?？蓜?dòng)離子富集導(dǎo)致的表面溝道漏電，結(jié)特性退化，電場(chǎng)加速介質(zhì)擊穿，高溫加速電遷移等。 對(duì)大功率器件，可采用常

10、溫功率負(fù)荷的方式使結(jié)溫達(dá)到額定值。檢驗(yàn)電遷移問題，采用大電流高溫加速。,2020/12/5,18,可靠性測(cè)試與失效分析 高溫工作壽命,早期失效實(shí)例,2020/12/5,19,可靠性測(cè)試與失效分析 高溫工作壽命,2020/12/5,20,可靠性測(cè)試與失效分析 高溫儲(chǔ)存,4.2 高溫儲(chǔ)存(HTST) 目的：考核無電應(yīng)力情況下，長(zhǎng)期高溫存儲(chǔ)對(duì)產(chǎn)品的影響。 條件：150oC，1000hrs。 失效機(jī)理：因擴(kuò)散導(dǎo)致硅鋁共熔形成硅化物而使接觸電阻增大直致開路、金鋁鍵合因形成合金而退化（紫斑） 、高溫下鈦?zhàn)钃鯇尤毕?、塑封料高溫下加速老化?dǎo)致絕緣/防護(hù)性能劣化或釋放雜質(zhì)、表面沾污高溫下加速腐蝕。 現(xiàn)在的半導(dǎo)體

11、器件穩(wěn)定性已很高，該試驗(yàn)已不足以暴露問題。,2020/12/5,21,可靠性測(cè)試與失效分析 表面貼裝器件的預(yù)處理,5.封裝可靠性試驗(yàn) 5.1 表面貼裝器件的預(yù)處理（Precondition） 目的：模擬表面貼裝器件被運(yùn)輸/儲(chǔ)存/再流焊到PCB上的過程 條件：T/C (-40oC60oC，5cycles，模擬空運(yùn)) Bake（125oC，24hrs，去除濕氣)Moisture Soak（模擬打開防潮包裝后的儲(chǔ)存，條件由MSL定， 1:85oC/85%RH，168hrs；2: 85oC/60%RH，168hrs ） Reflow(3cycle，模擬回流焊，條件與是否無鉛工藝/塑封大小有關(guān)) ET/

12、SAT 失效機(jī)理：因富集在塑封體內(nèi)各界面的水汽在表貼過程中迅速膨脹及材料的不匹配而導(dǎo)致界面分層或塑封體開裂，影響產(chǎn)品可靠性，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致開路。,2020/12/5,22,可靠性測(cè)試與失效分析 表面貼裝器件的預(yù)處理,2020/12/5,23,可靠性測(cè)試與失效分析 表面貼裝器件的預(yù)處理,2020/12/5,24,可靠性測(cè)試與失效分析 溫度循環(huán)/沖擊,2020/12/5,25,可靠性測(cè)試與失效分析 溫度循環(huán)/沖擊,5.2 溫度循環(huán)/沖擊（T/C，T/S） 目的：模擬環(huán)境溫度變化或開關(guān)機(jī)造成的溫度變化，考核溫度交替變化對(duì)產(chǎn)品機(jī)械/電性能的影響，暴露粘片/鍵合/塑封等封裝工藝/材料缺陷，及金屬化/鈍化等

13、圓片工藝問題。 條件：-65oC150oC,氣體-氣體,15min-50sec-15min, 100/500 cycle, 液體-液體（碳氟化物）,5min-3sec-5min （熱沖擊）。 失效機(jī)理：不同材料間熱膨脹系數(shù)差異造成界面熱匹配問題，造成金線斷裂、鍵合脫落（開路）、塑封開裂（密封性失效）、界面分層（熱阻增大） 、鋁線再結(jié)構(gòu)（開短路） 、鈍化層開裂、硅鋁接觸開路、芯片背面劃痕繼續(xù)長(zhǎng)大導(dǎo)致芯片開裂。,2020/12/5,26,可靠性測(cè)試與失效分析 溫度循環(huán)/沖擊,2020/12/5,27,可靠性測(cè)試與失效分析 高溫蒸煮,5.2 高溫蒸煮(PCT/PTH/Autoclave) 目的：檢驗(yàn)

14、器件抵抗水汽侵入及腐蝕的能力，不包括外部腐蝕。 條件： 121oC/100%RH，205kPa（2atm），168hrs。 失效機(jī)理：濕氣通過塑封體及各界面被吸入并到達(dá)芯片表面,在鍵合 區(qū)形成原電池而加速鋁的腐蝕。另外，水汽帶入的雜質(zhì)在器件表面形成漏電通道。 試驗(yàn)后因管腳腐蝕引起的開路或塑封體表面漏電等失效不計(jì)。,2020/12/5,28,可靠性測(cè)試與失效分析 高溫蒸煮,2020/12/5,29,可靠性測(cè)試與失效分析 高溫蒸煮,2020/12/5,30,可靠性測(cè)試與失效分析 高溫高濕電加速,5.3 高溫高濕電加速（THB/HAST） 目的：模擬非密封器件在高溫高濕環(huán)境下工作，檢驗(yàn)塑封產(chǎn)品抗水汽

15、 侵入并腐蝕的能力。 條件：THB 85oC/85%RH，Vccmax static bias，1000hrs HAST 130oC/85%RH/2atm，Vccmax bias，100hrs。 失效機(jī)理：相對(duì)高壓蒸煮，偏置電壓在潮濕的芯片表面加速了鋁線及鍵合區(qū)的電化學(xué)腐蝕。同時(shí)，水汽帶入的雜質(zhì)及塑封體內(nèi)的雜質(zhì)在電應(yīng)力作用下富集在鍵合區(qū)附近和塑封體內(nèi)引腳之間而形成漏電通道。 24hrs HAST1000hrs THB。 如果在HAST試驗(yàn)中出現(xiàn)正常工作中不可能出現(xiàn)的失效機(jī)理（如塑封體內(nèi)部的分離），則認(rèn)為HAST加速條件過于嚴(yán)酷而失去有效性。,2020/12/5,31,可靠性測(cè)試與失效分析 栓鎖

16、觸發(fā)試驗(yàn),6.線路設(shè)計(jì)相關(guān)的可靠性試驗(yàn) 6.1 栓鎖觸發(fā)試驗(yàn)（Latch-up） 目的：檢驗(yàn)產(chǎn)品觸發(fā)栓鎖的閥值條件。 條件：盡量讓器件處于最壞工作條件下，從各引腳輸入大電壓或電流作為觸發(fā)源，檢查撤去觸發(fā)源后電源電流判斷是否發(fā)生栓鎖。 失效機(jī)理：內(nèi)部寄生的雙極正反饋結(jié)構(gòu)在大電應(yīng)力或瞬變電應(yīng)力下被激發(fā)，導(dǎo)致電源電流無限增大（近似電源與地短路），觸發(fā)源撤去后，寄生正反饋結(jié)構(gòu)仍在工作，直致電源撤去或電路被燒毀。,2020/12/5,32,可靠性測(cè)試與失效分析 靜電放電試驗(yàn),6.2 靜電放電試驗(yàn)（ESD） 目的：檢驗(yàn)產(chǎn)品承受靜電放電的能力。 條件：模擬人體/設(shè)備/器件放電的電流波形，按規(guī)定的組合及順序?qū)?/p>

17、器件各引出端放電。 失效機(jī)理：強(qiáng)電場(chǎng)導(dǎo)致柵氧擊穿/MOS電容擊穿、 大電流發(fā)熱導(dǎo)致多晶電阻燒毀/PN結(jié)區(qū)硅燒熔/金屬間電弧等.在高環(huán)境溫度下，熱致失效所需的靜電能量越低。另有潛在性失效，使器件抗靜電能力下降，壽命縮短，而實(shí)際使用中出現(xiàn)的靜電失效大多為潛在性失效。,2020/12/5,33,可靠性測(cè)試與失效分析 靜電放電試驗(yàn),2020/12/5,34,可靠性測(cè)試與失效分析 靜電放電試驗(yàn),2020/12/5,35,可靠性測(cè)試與失效分析,失效分析,2020/12/5,36,可靠性測(cè)試與失效分析 失效分析基本概念,1.失效分析基本概念 目的： 確定失效模式和失效機(jī)理，提出糾正措施，防止這種失效模式和失

18、效機(jī)理重復(fù)出現(xiàn)。 失效模式：指觀察到的失效現(xiàn)象、失效形式，如開路、短路、參數(shù)漂移、功能失效等。 失效機(jī)理：指失效的物理化學(xué)過程，如疲勞、腐蝕和過應(yīng)力等。,2020/12/5,37,可靠性測(cè)試與失效分析 失效原因,1.1 失效原因 引起開路失效的主要原因： 過電損傷、靜電擊穿、金屬電遷移、金屬的化學(xué)腐蝕、壓焊點(diǎn)脫落、閂鎖效應(yīng)。 其中淀積Al時(shí)提高硅片的溫度可以提高Al原子的晶塊體積，可以改善電遷移。,閂鎖效應(yīng)電源對(duì)地的IV曲線,2020/12/5,38,可靠性測(cè)試與失效分析 失效原因,引起漏電和短路失效的主要原因： 顆粒引發(fā)短路、介質(zhì)擊穿、PN結(jié)微等離子擊穿、SiAl互溶。,正常PN結(jié)反向曲線,

19、微等離子擊穿PN結(jié)反向曲線,2020/12/5,39,可靠性測(cè)試與失效分析 失效原因,引起參數(shù)漂移的主要原因： 封裝內(nèi)水汽凝結(jié)、介質(zhì)的離子粘污、歐姆接觸退化、金屬電遷移、輻射損傷。 例： Pad點(diǎn)處無鈍化層，有水汽的話，會(huì)導(dǎo)致短路，水汽蒸發(fā)后又恢復(fù)絕緣性，表現(xiàn)為工作時(shí)參數(shù)不穩(wěn)定。,2020/12/5,40,可靠性測(cè)試與失效分析 失效物理模型,1.2 失效物理模型 應(yīng)力強(qiáng)度模型（適于瞬間失效） 失效原因：應(yīng)力強(qiáng)度 例如：過電應(yīng)力（EOS）、靜電放電（ESD）、閂鎖（Latch up）等。 應(yīng)力時(shí)間模型 （適于緩慢退化） 失效原因：應(yīng)力的時(shí)間積累效應(yīng)，特性變化超差。 例如：金屬電遷移、腐蝕、熱疲勞

20、等。,2020/12/5,41,可靠性測(cè)試與失效分析 失效物理模型,溫度應(yīng)力時(shí)間模型 應(yīng)速度符合下面的規(guī)律：,（M是溫度敏感參數(shù)，E是與失效機(jī)理有關(guān)的激活能）,（十度法則：從室溫開始， 每提高10度，壽命減半）,產(chǎn)品平均壽命的估算,2020/12/5,42,可靠性測(cè)試與失效分析 失效分析一般程序,1.3 失效分析一般程序 收集失效現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù) 電學(xué)測(cè)量測(cè)并確定失效模式 非破壞性分析 打開封裝 鏡檢 通電激勵(lì)芯片 失效定位 對(duì)失效部位進(jìn)行物理、化學(xué)分析 綜合分析，確定失效原因，提出糾正措施,2020/12/5,43,可靠性測(cè)試與失效分析 收集失效現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),2.收集失效現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),應(yīng)力類型與元器件失效模

21、式或機(jī)理的關(guān)系舉例,2020/12/5,44,可靠性測(cè)試與失效分析 收集失效現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),收集失效現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的主要內(nèi)容: 失效環(huán)境、失效應(yīng)力、失效發(fā)生期以及失效樣品在失效前后的電測(cè)試結(jié)果。 失效環(huán)境包括：溫度、濕度、電源環(huán)境、元器件在電路圖上的位置和所受電偏置的情況。 失效應(yīng)力包括：電應(yīng)力、溫度應(yīng)力、機(jī)械應(yīng)力、氣候應(yīng)力和輻射應(yīng)力。 失效發(fā)生期包括：失效樣品的經(jīng)歷、失效時(shí)間處于早期失效、隨機(jī)失效或磨損失效。,2020/12/5,45,可靠性測(cè)試與失效分析 電學(xué)測(cè)量,3.電學(xué)測(cè)量 電子元器件的電測(cè)失效分類： 連接性失效（開路、短路、電阻變化等） 多數(shù)是ESD和EOS引起的，比例大概50。 電參數(shù)失效（值

22、超出范圍和參數(shù)不穩(wěn)定） 例如：電流增益、光電流、暗電流等。 功能失效（給定輸入信號(hào)，輸出異常),2020/12/5,46,可靠性測(cè)試與失效分析 電學(xué)測(cè)量,431功能失效,Ref-Anode 電流偏大,2020/12/5,47,可靠性測(cè)試與失效分析 電學(xué)測(cè)量,電測(cè)的重要結(jié)論 電測(cè)失效模式可能多種模式共存。 一般只有一個(gè)主要失效模式，該失效模式可能引發(fā)其他失效模式。 連接性失效，電參數(shù)失效和功能失效呈遞增趨勢(shì)，功能失效和電參數(shù)失效時(shí)?？梢詺w結(jié)于連接性失效。 在缺少復(fù)雜功能測(cè)試設(shè)備時(shí)，有可能用簡(jiǎn)單的連接性測(cè)試和參數(shù)測(cè)試，結(jié)合物理失效分析技術(shù)，仍然可以獲得令人滿意的失效分析結(jié)果,2020/12/5,4

23、8,可靠性測(cè)試與失效分析 電學(xué)測(cè)量,從第46頁的測(cè)試曲線可以看出，電路的大管子應(yīng)該有損傷(Cathode- Anode)。但同時(shí)也伴隨Ref-Anode電流變大的現(xiàn)象。,REF,Anode,Cathode,左圖是開蓋后看到的結(jié)果，與上面的猜測(cè)相符。 輸出管擊穿是各種失效模式的原因。,2020/12/5,49,可靠性測(cè)試與失效分析 無損分析技術(shù),4.無損失效分析技術(shù) 不必打開封裝對(duì)樣品進(jìn)行失效定位和失效分析的技術(shù)。 X射線透視技術(shù) 反射式掃描聲學(xué)顯微技術(shù)（CSAM）,2020/12/5,50,可靠性測(cè)試與失效分析 無損分析技術(shù),紅色區(qū)域?yàn)樾酒cL/F之間有空隙,X-ray,C-SAM,2020/

24、12/5,51,可靠性測(cè)試與失效分析 光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡,5.失效定位技術(shù) 5.1 光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡(SEM),2020/12/5,52,可靠性測(cè)試與失效分析 光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡,光學(xué)顯微鏡,SEM,2020/12/5,53,可靠性測(cè)試與失效分析 顯微紅外熱像分析技術(shù),5.2 顯微紅外熱像分析技術(shù) 測(cè)試原理： 芯片通電過程中會(huì)發(fā)熱，由于芯片各部位電流強(qiáng)度不同，導(dǎo)致芯片表面溫度不同，紅外熱像儀掃描整個(gè)芯片，可以獲得芯片溫度分布圖。輸出圖的顏色對(duì)應(yīng)該點(diǎn)的溫度。 儀器性能指標(biāo)： 熱分辨率0.1,空間分辨率5um，測(cè)溫范圍30550,最靈敏溫度范圍80180。,2020/12

25、/5,54,可靠性測(cè)試與失效分析 顯微紅外熱像分析技術(shù),2020/12/5,55,可靠性測(cè)試與失效分析 液晶熱點(diǎn)檢測(cè)技術(shù),5.3 液晶熱點(diǎn)檢測(cè)技術(shù) 液晶是一種既具有液體的流動(dòng)性，又具有晶體各向異性的物質(zhì)。具 有一個(gè)獨(dú)特性質(zhì)，當(dāng)溫度高于某一臨界溫度Tc時(shí)，就會(huì)變成各向同性。,2020/12/5,56,可靠性測(cè)試與失效分析 液晶熱點(diǎn)檢測(cè)技術(shù),該技術(shù)存在的缺點(diǎn)是電流檢測(cè)靈敏度不高，需要mA級(jí)電流,2020/12/5,57,可靠性測(cè)試與失效分析 光輻射顯微分析,5.4 光輻射顯微分析(PEM) 原理： 半導(dǎo)體許多缺陷類型在特定電應(yīng)力下會(huì)產(chǎn)生漏電，并伴隨電子躍遷而導(dǎo)致光輻射。 操作方法： 首先，在外部光

26、源下對(duì)制品進(jìn)行數(shù)碼照相。然后對(duì)此局部加偏壓 (直流偏壓或信號(hào))，并在不透光的暗箱中進(jìn)行微光照相。最后兩相片疊加。 適用范圍： 漏電結(jié)、接觸尖峰、氧化缺陷、柵針孔、靜電放電（ESD）損傷、閂鎖效應(yīng)（Latch up）、熱載流子、飽和晶體管及開關(guān)管等,2020/12/5,58,可靠性測(cè)試與失效分析 光輻射顯微分析,缺點(diǎn)： 有些光輻射是正常的器件，如飽和晶體管，正偏二極管等。 有些很明顯的失效并不產(chǎn)生光輻射，如歐姆型短路等。 還有些缺陷雖產(chǎn)生輻射，但由于在器件的深層或被上層物質(zhì)遮擋，無法探測(cè) 優(yōu)點(diǎn)： 操作簡(jiǎn)單、方便，可以探測(cè)到半導(dǎo)體器件中的多種缺陷和機(jī)理引起的退化和失效，尤其在失效定位方面具有準(zhǔn)確、

27、直觀和重復(fù)再現(xiàn)性。 無需制樣，非破壞性，不需真空環(huán)境，可以方便的施加各種靜態(tài)和動(dòng)聽過的電應(yīng)力。 精度：幾十PA/um2，定位精度為1微米。 另外還有光譜分析功能，通過對(duì)輻射點(diǎn)的特征光譜分析來確定輻射的性質(zhì)和類型。,2020/12/5,59,可靠性測(cè)試與失效分析 光輻射顯微分析,2020/12/5,60,可靠性測(cè)試與失效分析 電子元器件化學(xué)成份分析技術(shù),6.電子元器件化學(xué)成份分析技術(shù) 器件失效主要原因是污染（顆粒污染和表面污染），確認(rèn)污染源是實(shí)施改進(jìn)措施的先決條件。 另外，界面之間原子互擴(kuò)散也會(huì)引起特性退化和失效，也許要化學(xué)分析確認(rèn)。,2020/12/5,61,可靠性測(cè)試與失效分析 電子元器件化學(xué)成份分析技