失效分析之解剖制樣技術(shù)-芯片開封測試

時間：2019-12-19作者：深圳市啟威測標準技術(shù)服務(wù)有限公司瀏覽：3

解剖制樣技術(shù)的意義？

X 射線透視技術(shù)、掃描聲學顯微術(shù)等無損失效分析技術(shù)只能解決有限的失效分析問題。對于大部分失效問題，必須采用解剖制樣技術(shù)，實現(xiàn)芯片表面和內(nèi)部的可視察性和可探測性。失效分析必須有選擇地進行剝層分析，稱為樣品制備過程。

以失效分析為目的的樣品制備技術(shù)的主要步驟包括：打開封裝、去鈍化層。對于多層結(jié)構(gòu)芯片來說，是需要去層間介質(zhì)。但必須保留金屬化層及金屬化層正下方的介質(zhì)，還需要保留硅材料。為觀察芯片內(nèi)部缺陷，經(jīng)常采用剖切面技術(shù)和染色技術(shù)。

由于鈍化層的不導電性和對觀察和測試芯片的阻礙作用，去鈍化層成為樣品制備的重要步驟。用機械探視針進行失效分析，探針必須與金屬化層直接接觸，由于鈍化層不導電，妨礙了這種接觸。采用掃描電鏡（SEM）和電子束測試(EBT)技術(shù)進行失效分析時，由于鈍化層不導電，其荷電作用影響了圖像和波形測試的質(zhì)量。

對多層結(jié)構(gòu)芯片的下層金屬進行測試和觀察，必須克服層間介質(zhì)的障礙，去除層間介質(zhì)是一種有效的解決辦法。然而去除層間介質(zhì)的同時，必須保留金屬化層，這是信號尋跡法失效定位的需求。金屬化層是導電的通道，只有導電才能實現(xiàn)信號尋跡并進行失效定位。去除層間介質(zhì)， 還要保留金屬化層正下方的介質(zhì)，只有這樣才能使金屬化層有所依托。去除層間介質(zhì)，還要保留硅材料，這是器件的**，否則器件就不存在了，較談不上失效定位。

去鈍化層和層間介質(zhì)，保留金屬化層和硅材料，要求樣品制備技術(shù)具有選擇性。保留金屬化層及其正下方的介質(zhì)，要求樣品制備技術(shù)具有方向性。

樣品開封的方法？
開封的方法**械開封方法、化學腐蝕開封方法和激光開封法。

什么是機械開封？
密封性器件，因其有一定的空腔，開封相對*，可采用適當?shù)墓ぞ?，打開封蓋后，芯片直接裸露出來，可直接對芯片表面進行檢查。大部分禮帽狀金屬殼封裝可用手動式晶體管開帽器打開，這種開帽器有鉗狀式和旋轉(zhuǎn)式兩種。陶瓷扁平封裝可用扁平封裝剪切開封器開封。金屬蓋陶瓷封裝可在研磨后用利器揭開；如果金屬蓋是用軟焊料焊的，則可加熱，將焊料熔化后揭開金屬蓋。由于封裝形式種類繁多，不可能逐一列出各自的步驟。但是，在機械開封前，必須通過X射線透視了解器件的封裝結(jié)構(gòu)，必須時可用一個同類封裝結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品進行試驗性開封，**經(jīng)驗后再對分析對象開封。
如需研磨，不管是水磨或干磨，要不斷地在顯微鏡下觀察，在快要磨穿時立即停止，再用利器揭蓋，防止碎屑進入封裝內(nèi)。常見的機械開封外觀.
利用機械開封法去除封蓋之后的形象，可對封裝內(nèi)空腔、芯片、引線等進行觀察。


什么是化學開封？
塑封器件的封裝材料主要是環(huán)氧模塑料。以環(huán)氧樹脂為基體樹脂，以酚醛樹脂為固化劑，再加上一些填料（如填充劑、阻燃劑、著色劑、偶聯(lián)劑等微量組分），在熱和固化劑的作用下環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基開環(huán)與酚醛樹脂發(fā)生化學反應，產(chǎn)生交聯(lián)固化作用，使之成為熱固性塑料，這就是環(huán)氧模塑料。環(huán)氧樹脂的種類和其所占比例的不同，直接影響著環(huán)氧塑料的流動特性、熱性能和電特性。


什么是激光開封？
銅鍵合絲具有成本優(yōu)勢、高導電性與導熱性、較低的金屬間化合物產(chǎn)生速率、高溫下較佳的可靠度等優(yōu)點，逐漸成為金鋁鍵合絲的較佳替代品，用于密集引線鍵合的封裝中。采用銅鍵合絲的一般為塑料封裝，采用化學開封法開封，由于酸與銅引線之間的化學作用，在去除塑封材料的同時，會把銅鍵合絲也腐蝕掉，失去了開封地意義。因此，針對銅引線鍵合的器件，可采用激光開封法進行開封。激光開封機通過激光將封裝機器上的模塑料去掉，避免化學腐蝕直接開封法會對銅引線造成的腐蝕損傷。
   激光開封機由計算機來設(shè)置開封區(qū)域和大小，并且控制激光的能量和掃描次數(shù)，完成對銅引線鍵合封裝器件的封。激光波長通常為1064nm,功率為4.5W，激光級別為Class-4。


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• 詞條

  詞條說明

• 聚焦離子束FIB在失效分析技術(shù)中的應用

  什么是聚焦離子束FIB: 聚焦離子束（FIB）技術(shù)類似于聚焦電子束技術(shù)，其主要不同是用離子源代替電子源，用離子光學系統(tǒng)代替電子光學系統(tǒng)。FIB系統(tǒng)用鎵或銦作為離子源，在離子束流較小的情況下用作掃描離子顯微鏡，其原理與SEM類似。在離子束流較大的情況下，可局部去除和淀積靶材料，作芯片電路修改和局部剖切面。 聚焦式離子束系統(tǒng)利用靜電透鏡將Ca（鎵）元素離子離子化成Ca+，并將離子束聚焦成非常小的尺寸，

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