應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件

釋閥與恕莠手議疫生活電子元器件失效分析與案例分析華潤(rùn)矽科市場(chǎng)營(yíng)銷部應(yīng)用組內(nèi)部資料Semic●無錫華汩矽科微電子有限公司釋閥1釋閥電子元器件失效分析的意義與恕莠手議疫生活失效分析的意義在電子元器件的研制階段、失效分析可糾正設(shè)計(jì)和研制中的錯(cuò)誤,縮短研制周期;在電子元器件的生產(chǎn)、測(cè)試和使用階段,失效分析可找出電子元器件的失效原因和引起失效的責(zé)任方根據(jù)失效分析結(jié)果,元器件改進(jìn)元器件的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝,元器件適用方改進(jìn)電路板設(shè)計(jì),改進(jìn)元器件或整機(jī)的測(cè)試、試驗(yàn)條件及程序,甚至以此為根據(jù)更換不合格的元器件供貨商。因此失效分析對(duì)加快電子元器件的研制速度,提高元器件和整機(jī)的成品率和可靠性有重要意義。內(nèi)部資料Semic●無錫華汩矽科微電子有限公司釋閥2釋閥失效分析的主要內(nèi)容與恕莠手議疫生活失效分析的主要內(nèi)容-思路2.1、明確分析對(duì)象明確分析對(duì)象及失效發(fā)生的背景。在對(duì)委托方提交的失效樣品進(jìn)行具體的失效分析操作之前,失效分析人員應(yīng)該和委托方進(jìn)行溝通,了解失效發(fā)生時(shí)的狀況,確定在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢測(cè)、儲(chǔ)存、傳送或使用哪個(gè)階段發(fā)生的失效,如有可能要求委托方詳細(xì)描述失效發(fā)生時(shí)的現(xiàn)象以及失效發(fā)生前后的操作過程。2.2、確定失效模式失效的表面現(xiàn)象或失效的表現(xiàn)形式就是失效模式。失效模式的確定通常采用兩種方法,即電學(xué)測(cè)試和顯微鏡觀察。立體顯微鏡觀察失效樣品的外觀標(biāo)志是否完整,是否存在機(jī)械損傷是否有腐蝕痕跡等金相顯微鏡和掃描電子顯微鏡等設(shè)備觀察失效部位的形狀、大小、位置、顏色,機(jī)械和物理特性等,準(zhǔn)確的掃描失效特征模式電學(xué)測(cè)試判斷其電參數(shù)是否與原始數(shù)據(jù)相符,分析失效現(xiàn)象可能與失效樣品中的哪一部分有關(guān)。內(nèi)部資料Semic●無錫華汩矽科微電子有限公司釋閥3釋閥失效分析的主要內(nèi)容與恕莠手議疫生活2.3、判斷失效原因失效可能由一系列的原因造成,如設(shè)計(jì)缺陷、材料質(zhì)量問題、制造過程問題、運(yùn)輸或儲(chǔ)藏條件不當(dāng)、在操作時(shí)的過載等,而大多數(shù)的失效包括一系列串行發(fā)生的事件。2.4、研究失效機(jī)理在確定失效機(jī)理時(shí),需要選用有關(guān)的分析、試驗(yàn)和觀測(cè)設(shè)備對(duì)失效樣品進(jìn)行仔細(xì)分析,驗(yàn)證失效原因的判斷是否屬實(shí),并且能把整個(gè)失效的順序與原始的癥狀對(duì)照起來,有時(shí)需要用合格的同種元器件進(jìn)行類似的破壞性試驗(yàn),觀察是否產(chǎn)生相似的失效現(xiàn)象,通過反復(fù)驗(yàn)證(模擬實(shí)驗(yàn)),確定真實(shí)的失效原因,以電子元器件失效機(jī)理的相關(guān)理論為指導(dǎo),對(duì)失效模式、失效原因進(jìn)行理論推理,并結(jié)合材料性質(zhì)、有關(guān)設(shè)計(jì)和工藝的理論及經(jīng)驗(yàn),提出在可能的失效條件下導(dǎo)致該失效模式產(chǎn)生的內(nèi)在原因或具體物理化學(xué)過程,如有可能,更應(yīng)以分子、原子學(xué)觀點(diǎn)加以闡明或解釋。內(nèi)部資料Semic●無錫華汩矽科微電子有限公司釋閥4釋閥失效分析的主要內(nèi)容與恕莠手議疫生活2.5、提出預(yù)防措施及設(shè)計(jì)改進(jìn)方法根據(jù)分析判斷、提出消除產(chǎn)生失效的辦法和建議,及時(shí)地反饋到設(shè)計(jì)、工藝、使用單位等各個(gè)方面,以便控制乃至完全消除失效的主要失效模式的出現(xiàn)。這需要失效工程師與可靠性、工藝、設(shè)計(jì)和測(cè)試工程師一起協(xié)作發(fā)揮團(tuán)隊(duì)力量,根據(jù)失效分析結(jié)果,提出防止產(chǎn)生失效的設(shè)想和建議包括材料、工藝、電路設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、篩選方法和條件、使用方法和條件、質(zhì)量控制和管理等方面。內(nèi)部資料Semic●無錫華汩矽科微電子有限公司釋閥5公幕失效模式與失效機(jī)理與恕莠手議疫生活三、失效模式與失效機(jī)理失效模式與失效機(jī)理的對(duì)應(yīng)關(guān)系失效模式主要失效機(jī)理開路EOS、ESD、電遷移(EM)、應(yīng)力遷移(SM)、腐蟲、鍵合點(diǎn)脫落、紫斑、機(jī)械應(yīng)力、熱變應(yīng)力短路(漏電)pn結(jié)缺陷、pn結(jié)穿釘、EOS、介質(zhì)擊穿(TDDB效應(yīng)針孔缺陷)、水汽、金屬遷移、界面態(tài)、離子導(dǎo)電參漂氧化層電荷、鈉離子玷污、表面離子、芯片裂紋、過載流子(HC)、輻射損傷功能失效Eos、EsD、Latch-Up內(nèi)部資料Semic●無錫華汩矽科微電子有限公司公幕6釋閥失效模式與失效機(jī)理與恕莠手議疫生活各相關(guān)失效機(jī)理的概念和定義簡(jiǎn)述如下3.1、過電應(yīng)力E0S——指元器件承受的電流、電壓應(yīng)力或功率超過其允許的最大范圍過電應(yīng)力的來源(1)電浪涌損傷瞬間瞬時(shí)功率很大電浪涌來源有電浪涌來源內(nèi)部資料Semic●無錫華汩矽科微電子有限公司釋閥7釋閥失效模式與失效機(jī)理與恕莠手議疫生活(2)操作失誤造成的電損傷2-1雙列直插式封裝的集成電路當(dāng)測(cè)試時(shí)不慎反插,往往就會(huì)造成電源和地兩端插反,其結(jié)果是集成電路電源與地之間存在的ⅨN結(jié)隔離二極管就會(huì)處于正偏(正常情況是反偏),出現(xiàn)近100毫安的正向電流,這種電過應(yīng)力損傷隨著通電時(shí)間的增長(zhǎng)而更加嚴(yán)重。這種損傷如果不太嚴(yán)重,雖然電路功能正常,只表現(xiàn)出靜態(tài)功耗增大,但這種受過損傷的電路可靠性已嚴(yán)重下降,如果上機(jī)使用,就會(huì)給機(jī)器造成隱患2-2T0-5型金屬管殼封裝的集成電路,電測(cè)試時(shí)容易出現(xiàn)管腳插錯(cuò)或管腳間相碰短路。這種意外情況有時(shí)也會(huì)導(dǎo)致集成電路內(nèi)部某些元器件的電損傷。2-3電路調(diào)試時(shí),不慎岀現(xiàn)“試筆頭”橋接短路管腳,這種短接有時(shí)會(huì)造成電損傷。2-4在電子設(shè)備中設(shè)置的“檢測(cè)點(diǎn)”,如果位置設(shè)置不當(dāng)又無保護(hù)電路時(shí),維修時(shí)就可能將不正常的電壓引入該端而損傷器件內(nèi)部資料Semic●無錫華汩矽科微電子有限公司釋閥8釋閥失效模式與失效機(jī)理與恕莠手議疫生活(3)多余金屬物引起短路管腳浸錫時(shí)在管腳根部殘留的焊錫碴或者是印制板上留下的多余錫碴、導(dǎo)線頭、細(xì)金屬絲、金屬屑等可動(dòng)多余物,容易引起集成電路輸出對(duì)電源或?qū)Φ囟搪?這種短路引起的過大電流會(huì)損傷集成電路內(nèi)部資料Semic●無錫華汩矽科微電子有限公司釋閥9釋閥失效模式與失效機(jī)理與恕莠手議疫生活(4)電烙鐵或儀器設(shè)備漏電引起的電損傷集成電路或晶體管的引出端與漏電的電烙鐵、儀器或設(shè)備機(jī)殼相碰,或者在儀器設(shè)備上更換元器件以及修補(bǔ)焊點(diǎn)等,都會(huì)帶來電損傷。最容易被損傷的集成電路有:帶有MoS電容的集成電路、MOS電路、微波集成電路、STTL和STTL電路、單穩(wěn)電路和振蕩器、A/D和D/A電路、高精度運(yùn)算放大器、LSI和ⅥSI電路。其中單穩(wěn)電路和振蕩器在調(diào)試時(shí)發(fā)生的這種電損傷很不容易發(fā)現(xiàn),因?yàn)閾p傷的表現(xiàn)形式往往是表現(xiàn)為單穩(wěn)電路的脈沖寬度發(fā)生漂移;振蕩器的振蕩頻率發(fā)生漂移,調(diào)試人員往往把這種現(xiàn)象錯(cuò)誤地認(rèn)為是沒有將電路調(diào)試好當(dāng)更改定時(shí)元件RC后,參數(shù)可以恢復(fù)正常,但這種“恢復(fù)正?！钡碾娐?工作一段時(shí)間后又會(huì)出現(xiàn)上述的參數(shù)漂移現(xiàn)象內(nèi)部資料Semic●無錫華汩矽科微電子有限公司釋閥10應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件11應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件12應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件13應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件14應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件15應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件16應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件17應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件18應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件19應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件20應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件21應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件22應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件23應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件24應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件25應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件26應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件27應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件28應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件29應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件30應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件31應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件32應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件33應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件34應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件35應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件36應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件37應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件38應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件39應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件40應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件41應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件42應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件43應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件44應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件45應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件46應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件47應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件48應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件49應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件50應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件51應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件52應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件53應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件54釋閥與恕莠手議疫生活電子元器件失效分析與案例分析華潤(rùn)矽科市場(chǎng)營(yíng)銷部應(yīng)用組內(nèi)部資料Semic●無錫華汩矽科微電子有限公司釋閥55釋閥電子元器件失效分析的意義與恕莠手議疫生活失效分析的意義在電子元器件的研制階段、失效分析可糾正設(shè)計(jì)和研制中的錯(cuò)誤,縮短研制周期;在電子元器件的生產(chǎn)、測(cè)試和使用階段,失效分析可找出電子元器件的失效原因和引起失效的責(zé)任方根據(jù)失效分析結(jié)果,元器件改進(jìn)元器件的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝,元器件適用方改進(jìn)電路板設(shè)計(jì),改進(jìn)元器件或整機(jī)的測(cè)試、試驗(yàn)條件及程序,甚至以此為根據(jù)更換不合格的元器件供貨商。因此失效分析對(duì)加快電子元器件的研制速度,提高元器件和整機(jī)的成品率和可靠性有重要意義。內(nèi)部資料Semic●無錫華汩矽科微電子有限公司釋閥56釋閥失效分析的主要內(nèi)容與恕莠手議疫生活失效分析的主要內(nèi)容-思路2.1、明確分析對(duì)象明確分析對(duì)象及失效發(fā)生的背景。在對(duì)委托方提交的失效樣品進(jìn)行具體的失效分析操作之前,失效分析人員應(yīng)該和委托方進(jìn)行溝通,了解失效發(fā)生時(shí)的狀況,確定在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢測(cè)、儲(chǔ)存、傳送或使用哪個(gè)階段發(fā)生的失效,如有可能要求委托方詳細(xì)描述失效發(fā)生時(shí)的現(xiàn)象以及失效發(fā)生前后的操作過程。2.2、確定失效模式失效的表面現(xiàn)象或失效的表現(xiàn)形式就是失效模式。失效模式的確定通常采用兩種方法,即電學(xué)測(cè)試和顯微鏡觀察。立體顯微鏡觀察失效樣品的外觀標(biāo)志是否完整,是否存在機(jī)械損傷是否有腐蝕痕跡等金相顯微鏡和掃描電子顯微鏡等設(shè)備觀察失效部位的形狀、大小、位置、顏色,機(jī)械和物理特性等,準(zhǔn)確的掃描失效特征模式電學(xué)測(cè)試判斷其電參數(shù)是否與原始數(shù)據(jù)相符,分析失效現(xiàn)象可能與失效樣品中的哪一部分有關(guān)。內(nèi)部資料Semic●無錫華汩矽科微電子有限公司釋閥57釋閥失效分析的主要內(nèi)容與恕莠手議疫生活2.3、判斷失效原因失效可能由一系列的原因造成,如設(shè)計(jì)缺陷、材料質(zhì)量問題、制造過程問題、運(yùn)輸或儲(chǔ)藏條件不當(dāng)、在操作時(shí)的過載等,而大多數(shù)的失效包括一系列串行發(fā)生的事件。2.4、研究失效機(jī)理在確定失效機(jī)理時(shí),需要選用有關(guān)的分析、試驗(yàn)和觀測(cè)設(shè)備對(duì)失效樣品進(jìn)行仔細(xì)分析,驗(yàn)證失效原因的判斷是否屬實(shí),并且能把整個(gè)失效的順序與原始的癥狀對(duì)照起來,有時(shí)需要用合格的同種元器件進(jìn)行類似的破壞性試驗(yàn),觀察是否產(chǎn)生相似的失效現(xiàn)象,通過反復(fù)驗(yàn)證(模擬實(shí)驗(yàn)),確定真實(shí)的失效原因,以電子元器件失效機(jī)理的相關(guān)理論為指導(dǎo),對(duì)失效模式、失效原因進(jìn)行理論推理,并結(jié)合材料性質(zhì)、有關(guān)設(shè)計(jì)和工藝的理論及經(jīng)驗(yàn),提出在可能的失效條件下導(dǎo)致該失效模式產(chǎn)生的內(nèi)在原因或具體物理化學(xué)過程,如有可能,更應(yīng)以分子、原子學(xué)觀點(diǎn)加以闡明或解釋。內(nèi)部資料Semic●無錫華汩矽科微電子有限公司釋閥58釋閥失效分析的主要內(nèi)容與恕莠手議疫生活2.5、提出預(yù)防措施及設(shè)計(jì)改進(jìn)方法根據(jù)分析判斷、提出消除產(chǎn)生失效的辦法和建議,及時(shí)地反饋到設(shè)計(jì)、工藝、使用單位等各個(gè)方面,以便控制乃至完全消除失效的主要失效模式的出現(xiàn)。這需要失效工程師與可靠性、工藝、設(shè)計(jì)和測(cè)試工程師一起協(xié)作發(fā)揮團(tuán)隊(duì)力量,根據(jù)失效分析結(jié)果,提出防止產(chǎn)生失效的設(shè)想和建議包括材料、工藝、電路設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、篩選方法和條件、使用方法和條件、質(zhì)量控制和管理等方面。內(nèi)部資料Semic●無錫華汩矽科微電子有限公司釋閥59公幕失效模式與失效機(jī)理與恕莠手議疫生活三、失效模式與失效機(jī)理失效模式與失效機(jī)理的對(duì)應(yīng)關(guān)系失效模式主要失效機(jī)理開路EOS、ESD、電遷移(EM)、應(yīng)力遷移(SM)、腐蟲、鍵合點(diǎn)脫落、紫斑、機(jī)械應(yīng)力、熱變應(yīng)力短路(漏電)pn結(jié)缺陷、pn結(jié)穿釘、EOS、介質(zhì)擊穿(TDDB效應(yīng)針孔缺陷)、水汽、金屬遷移、界面態(tài)、離子導(dǎo)電參漂氧化層電荷、鈉離子玷污、表面離子、芯片裂紋、過載流子(HC)、輻射損傷功能失效Eos、EsD、Latch-Up內(nèi)部資料Semic●無錫華汩矽科微電子有限公司公幕60釋閥失效模式與失效機(jī)理與恕莠手議疫生活各相關(guān)失效機(jī)理的概念和定義簡(jiǎn)述如下3.1、過電應(yīng)力E0S——指元器件承受的電流、電壓應(yīng)力或功率超過其允許的最大范圍過電應(yīng)力的來源(1)電浪涌損傷瞬間瞬時(shí)功率很大電浪涌來源有電浪涌來源內(nèi)部資料Semic●無錫華汩矽科微電子有限公司釋閥61釋閥失效模式與失效機(jī)理與恕莠手議疫生活(2)操作失誤造成的電損傷2-1雙列直插式封裝的集成電路當(dāng)測(cè)試時(shí)不慎反插,往往就會(huì)造成電源和地兩端插反,其結(jié)果是集成電路電源與地之間存在的ⅨN結(jié)隔離二極管就會(huì)處于正偏(正常情況是反偏),出現(xiàn)近100毫安的正向電流,這種電過應(yīng)力損傷隨著通電時(shí)間的增長(zhǎng)而更加嚴(yán)重。這種損傷如果不太嚴(yán)重,雖然電路功能正常,只表現(xiàn)出靜態(tài)功耗增大,但這種受過損傷的電路可靠性已嚴(yán)重下降,如果上機(jī)使用,就會(huì)給機(jī)器造成隱患2-2T0-5型金屬管殼封裝的集成電路,電測(cè)試時(shí)容易出現(xiàn)管腳插錯(cuò)或管腳間相碰短路。這種意外情況有時(shí)也會(huì)導(dǎo)致集成電路內(nèi)部某些元器件的電損傷。2-3電路調(diào)試時(shí),不慎岀現(xiàn)“試筆頭”橋接短路管腳,這種短接有時(shí)會(huì)造成電損傷。2-4在電子設(shè)備中設(shè)置的“檢測(cè)點(diǎn)”,如果位置設(shè)置不當(dāng)又無保護(hù)電路時(shí),維修時(shí)就可能將不正常的電壓引入該端而損傷器件內(nèi)部資料Semic●無錫華汩矽科微電子有限公司釋閥62釋閥失效模式與失效機(jī)理與恕莠手議疫生活(3)多余金屬物引起短路管腳浸錫時(shí)在管腳根部殘留的焊錫碴或者是印制板上留下的多余錫碴、導(dǎo)線頭、細(xì)金屬絲、金屬屑等可動(dòng)多余物,容易引起集成電路輸出對(duì)電源或?qū)Φ囟搪?這種短路引起的過大電流會(huì)損傷集成電路內(nèi)部資料Semic●無錫華汩矽科微電子有限公司釋閥63釋閥失效模式與失效機(jī)理與恕莠手議疫生活(4)電烙鐵或儀器設(shè)備漏電引起的電損傷集成電路或晶體管的引出端與漏電的電烙鐵、儀器或設(shè)備機(jī)殼相碰,或者在儀器設(shè)備上更換元器件以及修補(bǔ)焊點(diǎn)等,都會(huì)帶來電損傷。最容易被損傷的集成電路有:帶有MoS電容的集成電路、MOS電路、微波集成電路、STTL和STTL電路、單穩(wěn)電路和振蕩器、A/D和D/A電路、高精度運(yùn)算放大器、LSI和ⅥSI電路。其中單穩(wěn)電路和振蕩器在調(diào)試時(shí)發(fā)生的這種電損傷很不容易發(fā)現(xiàn),因?yàn)閾p傷的表現(xiàn)形式往往是表現(xiàn)為單穩(wěn)電路的脈沖寬度發(fā)生漂移;振蕩器的振蕩頻率發(fā)生漂移,調(diào)試人員往往把這種現(xiàn)象錯(cuò)誤地認(rèn)為是沒有將電路調(diào)試好當(dāng)更改定時(shí)元件RC后,參數(shù)可以恢復(fù)正常,但這種“恢復(fù)正?！钡碾娐?工作一段時(shí)間后又會(huì)出現(xiàn)上述的參數(shù)漂移現(xiàn)象內(nèi)部資料Semic●無錫華汩矽科微電子有限公司釋閥64應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件65應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件66應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件67應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件68應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件69應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件70應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分析課件71應(yīng)用總結(jié)-電子元器件失效分