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芯片故障分析是一个很难解决的问题

日期:2021-5-11 类别: 阅读:524 (来源:互联网)

尽管不能了解芯片的内部设计,但实际上我们可以了解芯片厂商相关的故障分析手法,至少在向您提供的报告中,该故障分析是否是严瑾的故障,数据是否可靠,您可以做出一定的判断——在进行X-Ray,CASM,OBIRCH之前,当然可以对每个管脚进行逐步增压,探测电流曲线是否异常,由此先估计确认管脚是否存在故障的可能性。

对应用工程师来说,BC847BVC-7芯片故障分析是一个很难解决的问题。最令人困惑的是:芯片失效的问题往往是在量产阶段,甚至是在出货之后,才开始真正意识到,此时可能只有零星的几个失效样品,但是这样的比例足以让品质部追着研发工程师进行详尽的原因分析。

对研发工程师来说,在对外围电路进行检查之后,生产过程和制程可能造成的损伤,更多的还需要原厂的支持来进行剖片分析。无论晶片是否确实有设计问题,但为了避免责任纠纷,最终很可能在原厂回复给您的报告中将问题指向“EOS”损伤,进而需要您对自己的电路设计、生产进行检查。因为缺少专业的分析设备,芯片内部设计的机密性不可能让应用工程师知道太多,所以对于原装的分析报告,应用工程师往往实际上处于“被动接受”的状态。

尽管不能了解芯片的内部设计,但实际上我们可以了解芯片厂商相关的故障分析手法,至少在向您提供的报告中,该故障分析是否是严瑾的故障,数据是否可靠,您可以做出一定的判断。

第一步:电镜观察表面异常

当故障芯片样品送到芯片厂商手中后,第一件要做的事就是用高放大率的电子显微镜检查芯片表面在物理层面上是否有异常现象,如裂纹、连锡、发霉等异常现象。

第二步:XRay查看芯片封装异常

光线穿过不同密度的物质后,光线强度会发生变化,利用它所产生的对比效应所形成的图像,不需要破坏待测物,就能显示待测物的内部结构。集成电路封装中的层剥、爆裂、孔洞、打线等问题均可通过XRay进行完整性检查。

方法三:CSAM扫描声学镜观察

SEM是利用高频超声在不连续界面上反射所产生的振幅和相位与极性的变化来成像的,典型的SAM图像是用红色警告色表示缺陷所在。

X-Ray与SAM是相辅相成的,X-Ray对分层的空气不敏感,得到的图像是样品厚度的合成,SAM能分层显示样品内部各层的图像,所以SAM能对焊接层、填充层、涂层等进行完整性检测。

方法四:激光诱导漏电定位结

电压加到集成电路上,使集成电路内部有微小电流流过,在芯片表面用激光扫描时,检测微流是否产生变化。因为激光束在芯片内部分地转换成热能,所以如果芯片内有漏电结,则缺陷处的温度将不能正常传导散开,造成缺陷处积聚的温度上升,进而引起缺陷处电阻和电流的变化。将改变的区域与激光扫描位置相对应,就可以确定缺陷的位置。此项技术由日本NEC早期发明并申请专利,被称为OBIRCH(加电压检测电流变化),与此项分析方法类似的有TIVA(加电流检测电压变化)、VBA(加电压检测电压变化),这三种分析方法本质上都是一样的,只是为了避免专利侵权所做的不同检测方式(TIVA为美国技术专利,VBA为新加坡技术专利)。

在进行X-Ray,CASM,OBIRCH之前,当然可以对每个管脚进行逐步增压,探测电流曲线是否异常,由此先估计确认管脚是否存在故障的可能性。下图,蓝线为参考电流,提供的几个样品中,RFVDD管脚电流均有异常。确定异常后,后续使用像X-Ray这样的仪器时,可以更快地锁定缺陷点所在的区域。

用X-Ray等手法对缺陷区域进行定位后,最后采用机械剖片、腐蚀液剖片,用显微镜对图像进行最后的物理检测。