IC可靠性與失效分析

1、一、IC可靠度測試1可靠度測試的由來可靠度測試，顧名思義，就是測試產(chǎn)品的可靠程度。它與品質(zhì)既有區(qū)別，又有聯(lián)系。品質(zhì)就是產(chǎn)品性能的測量，它回答了一個產(chǎn)品是否合乎SPEC的要求，是否符合各項性能指標(biāo)的問題；而可靠度則是對產(chǎn)品耐久力的測量，它回答了一個產(chǎn)品生命周期有多長，簡單說，它能用多久的問題。所以說品質(zhì)解決的是現(xiàn)階段的問題，可靠度解決的是一段時間以后的問題。隨著電子類產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，各大電子系統(tǒng)廠商之間競爭也逐漸加劇。競爭促使各大系統(tǒng)廠商更加重視產(chǎn)品的品質(zhì)。系統(tǒng)的品質(zhì)是由零部件的品質(zhì)決定的。而作為系統(tǒng)產(chǎn)品核心部分的IC品質(zhì)，對系統(tǒng)產(chǎn)品來說無疑是有著非常重要的影響。因此，IC的可靠度測試被越來越多

2、的IC生產(chǎn)廠家所重視，是構(gòu)成IC產(chǎn)品的品牌和競爭力的重要方面。2可靠度測試的主要內(nèi)容可靠性測試，主要內(nèi)容涵蓋四個項目：抗靜電和拴鎖試驗、壽命試驗、包裝可靠度試驗、耐久性試驗。相關(guān)的測試標(biāo)準(zhǔn)包括：MIT-STD-883EMethod1005.8、JESD22-A108-A、EIAJED-4701D101等。測試項目測試內(nèi)容測試目的使用的設(shè)備抗靜電和拴鎖試驗抗靜電和拴鎖驗證封裝之后的IC在運(yùn)輸和使用過程中，對靜電的耐力，并使IC的抗靜電方面的缺陷早期暴露出來。ESD&Latchup測試機(jī)壽命試驗高溫壽命試驗、低溫壽命試驗通過模擬加速因子（溫度、濕度）的作用來測試IC的工作壽命。高溫工作壽命

3、試驗機(jī)低溫工作壽命試驗機(jī)并使設(shè)計壽命上存在缺陷的IC早期失效暴露出來。*Burnin測試板（老化測試板）包裝可靠度試驗Precondition、環(huán)境試驗、存儲試驗、機(jī)械試驗測試IC對環(huán)境以及環(huán)境變化的耐力，以驗證IC的封裝品質(zhì)和可靠性。并把設(shè)計、晶片制造和封裝中存在的缺陷早期暴露出來。環(huán)境試驗：*恒溫恒濕度偏壓試驗機(jī)臺*冷熱沖擊試驗機(jī)臺*高溫水蒸氣試驗機(jī)臺*高加速溫濕度試驗機(jī)臺存儲試驗：*高溫測試機(jī)*恒溫恒濕度機(jī)臺*鹽霧試驗機(jī)臺機(jī)械試驗：機(jī)械沖擊試驗機(jī)臺機(jī)械振動試驗機(jī)臺跌落試驗機(jī)臺耐久性試驗循環(huán)測試數(shù)據(jù)易失性測試二、IC失效分析1失效分析的原因、目的和地位所謂失效分析，就是對失效的產(chǎn)品進(jìn)行分析

4、，以找出失效原因、改進(jìn)原始設(shè)計和生產(chǎn)工藝。正確的改進(jìn)行動來源于正確的查找到缺陷所在并分析產(chǎn)生缺陷的原因°IC的產(chǎn)品設(shè)計極具復(fù)雜的設(shè)計、制程繁多并且對環(huán)境要求極高的生產(chǎn)工藝和復(fù)雜的測試方法。在這些設(shè)計和生產(chǎn)工藝中，任何一個環(huán)節(jié)控制的不好，都有可能導(dǎo)致IC產(chǎn)品的最終失效。能有效地尋找到導(dǎo)致IC失效的根源所在，并改進(jìn)和控制生產(chǎn)工藝IC,以提供良率是各IC設(shè)計公司和制造廠孜孜以求的目標(biāo)。因此，失效分析在IC領(lǐng)域占有舉足輕重的作用。失效分析的對象，以公司個體為研究對象，大體可以分為3類：（1）到達(dá)最終客戶后發(fā)現(xiàn)不良而退回分析的產(chǎn)品（2）本公司生產(chǎn)最后道工藝后，最終測試發(fā)現(xiàn)的不良品（3）第三類就

5、是上面介紹的可靠度測試過程中或過程之后發(fā)現(xiàn)的測試NG的IC產(chǎn)品。2失效分析的一般流程失效分析需要遵守一定的流程。常見的IC失效分析流程如下（主要針對產(chǎn)品級的IC）：（1）接收不良品失效的信息反饋和分析請求。主要的信息包括：指失效模式，參數(shù)值，客戶抱怨內(nèi)容，型號，批號，失效率，所占比例等，與正常品相比不同之處。（2）記錄各項信息內(nèi)容，以在長期記錄中形成信息庫，為今后的分析工作提供經(jīng)驗值（3）收信工藝信息，包括與此產(chǎn)品有關(guān)的生產(chǎn)過程中的人，機(jī)，料，法，環(huán)變動的情況。（4）失效確認(rèn)。一般是用Tester或者Curvetracer量測失效IC的AC和DC的電性能，以確認(rèn)失效模式是否與收集的失效模式信息

6、一致。AC方面的測試分析涉及到產(chǎn)品的功能層次，而DC方面的測試是設(shè)計針對產(chǎn)品的主要電性能（開路、短路、漏電、）。對于開路和短路情況，要觀察開路和短路測試值是開路還是短路，還是芯片不良，如是開路或短路，則要注意是第幾腳開路或短路；對于非開短路的漏電流情況，產(chǎn)品要徹底清洗（用冷熱純水或有機(jī)溶劑如丙酮）后再進(jìn)行下述烘烤試驗：125度烘烤24小時或175度烘烤4小時以上，烘箱關(guān)電源后門打開45度角緩慢冷卻1小時后再測其功能，如功能變好，貝V極有可能是封裝或者測試問題，要對封裝工藝要嚴(yán)查。（5）觀察失效產(chǎn)品的外觀和芯片分層情況，看是否有存在破裂、裂縫、鼓泡膨脹等情況。（6）開冒分析。開冒分析是破壞性試驗，產(chǎn)品開冒之后不能再恢復(fù)，因此必須放在外部非破壞性分析進(jìn)行完畢之后進(jìn)行。開冒一般會采用自動開冒機(jī)，手工開冒由于安全性不好、穩(wěn)定性不足和對人身存在傷害而逐漸被取代。開冒之后，一般會結(jié)合帶顯微鏡之分析探針臺，觀察切開剖面之金絲、金球、表面鋁線是否有受傷，芯片是否有裂縫，光刻是否不良，芯片名是否與布線圖芯片名相符。同時會采用探針測試和分析，以了解芯片內(nèi)部的Wirebonding是否良好，ad和Metal的接觸是否OK、相關(guān)Pad間的電性能參數(shù)（導(dǎo)通電壓、阻抗、電容等）是否正常。這部分的電性測試可以用”探針臺+C