一.電子封裝失效分析簡介
●失效的定義和分類
●電子產品為何失效
●失效分析的重要性
●失效分析的目標
●失效分析的特點與流程
●小結
失效分析的目標
鑒定失效的根本原因
最低成本/最短時間/最安全的方案
找出責任方
哪一方/人員/哪一台設備/哪一個環節
產生糾正,改進措施
是否可以修復/如何更好控制工藝/是否需要改進設計
失效分析特點與流程
基本訓練及技能
●掌握必備的相關基礎知識
(電子,電器,半導體,物理,化學,力學,材料等)●了解產品中材料,工藝,可靠性等相關問題
●了解產品的常見失效模式,失效機理,失效分布等
●掌握常見失效分析手段,特長及局限性
●掌握失效分析及質量控制的常用輔助工具
失效相關信息(1)
沒有信息無法進行有效的失效分析
需要什麼樣的信息與具體失效事件及分析者的主觀判斷有關
隨著分析的進行,常需要更多的信息
對信息必須加以小心分析和判斷,因為觀察結果與觀察人員的素質有關
信息常帶有觀察者的主觀分析與判斷
在明確思想指導下得到的觀察結果具有最高的可靠度例行觀察的結果具有較高的可靠度
事後追溯的結果可靠度最低
勿輕易相信電測量結果
失效相關信息(2)
?產品設計信息
?生產工藝信息
?質量控制信息
?使用信息
?以往歷史信息
?同類產品失效信息
?圍繞: 人,機,料,法, 環?圍繞: 失效影響因素展開
樣品及保護
一定要有控制樣品(參比樣品)
可能時應盡可能收集比較多的及不同程度的樣品
確珍失效後,需對樣品提供足夠的保護,以防止進一步破壞
對確珍失效過程中使用的技術手段需加以紀錄,並分析診斷手段對樣品可能產生的破壞,以避免干擾進一步分析
在分析過程中應避免使用可能對樣品產生進一步破壞的手段,如確需使用,則在診斷結束後,應避免使用該樣品進行進一步分析
對可靠性試驗後及現場失效樣品進行電測量,需要留意測量程序是否會導致進一步破壞
方案選擇
需要思路開闊,有團隊精神
標準,規範意識與第三方
先非破壞性方案後破壞性方案
三思而後行,特別是在做破壞性試驗前
可能時使用不同技術手段定位缺陷及位置
如有不同類型,不同損傷程度的樣品,選擇合適的樣品開始分析
考慮時間及樣品數量因素
模拟及再現失效是檢驗假設及獲的更多分析樣品的重要方法
掌握失效分析及質量控制的常用輔助工具
結果紀錄和分析
?及時紀錄所有可能的異常現象
?自我批評精神,显而易見的現象未見得是真正原因,也未見得不是
?显而易見得現象容易被忽略
?複雜失效常需要多次分析積累後才能找到真正原因?模拟失效可以幫助分析複雜問題
?統計/樣本/黑鷹詳謬
?在充分分析以前,勿綜合(無法進一部分析是再綜合)?可能時應建立失效得物理模型(弄清楚失效機製)
?失效分析不能保證100%成功
?定期評估失效分析結果,建立數據庫
具體實例
1.一電子模塊在上海地區長期使用性能穩定可
靠.出口西伯利亞後發現模塊冷啟動後常出現故障(局部失效),系統工作1小時左右後,可完全恢復正常.通過替換試驗發現失效與模塊上的一雙面直插式集成電路有關.要求設計試驗方案,分析失效原因.
Failure Analysis Flow for Open
Miscorrelation
Check production test conditions
A
Forward to Package Open
Perform X-ray and CSAM
Yes
No
Any package delamination ?
Package Yes
No
Functional test
verify.Does it pass ?Verify on bench (Parametric analyzer,
curve tracer) Does it pass ?
No
Yes
Package decap FA FLOW
Failure Analysis Flow for Open (continue)
A
Perform die visual. Any defect seen ?
Bond wire lifted from pad ?
Broken wire ?
Perform SEM. Is wire shape abnormal ?
Wire bond defect
Other defects
High magnification visual. Any defect
seen ?
Is contamination or defects seen on bond
pad surface ?
Perform SEM/EDX on bond pad/wire. Any defects ?
Contamination /defects on bond pad
metal line affected
Metal Line related
Yes
Yes
No Probing on Bond Pad
No
No
Yes
Yes
No
Yes
Other defects
Yes
Yes
No
No
No