芯片失落效剖析对产品的生产和利用都具有主要的意义，失落效可能发生在产品生命周期的各个环节，包括：芯片后期测试环节的破坏、整机研发设计、存储、运输、贴片、加工组装、客户端等。针对这些环节涌现的次品、早期失落效、利用后期失落效等坏片进行确认失落效后的功能影响、剖析失落效本色问题、明确失落效缘故原由终极得出应对策略，减少乃至避免失落效的发生。紧张方法包括：充分明确剖析工具，外不雅观检讨，芯片拆卸、洗濯植球，系统级测试平台测试，工程机测试，必要时进行 FA 剖析，总结失落效缘故原由、预防及改进方法。本文紧张针对芯片出货之后产生的失落效芯片的剖析。
1 明确剖析工具
当失落效芯片剖析职员拿到失落效样品，不要急于开始剖析，在剖析操作之前要先确认以下几点：确认客户寄出的样品是否有误，避免无效事情；对收到失落效样品进行分类，一样平常按照芯片型号、批次区分并编号；进一步确认失落效样品失落效的环节，是生产、发卖、利用哪个详细环节产生失落效品，如：贴片、组装、功能测试、高低温可靠性试验、客户端利用等。确认客户反馈失落效的详细数据，生产总数、不良率、不良品发生是否是批次行征象等。
2 外不雅观检讨
通过目测或者显微镜等不雅观察仪器检讨芯片的外不雅观是否有破损，如LQFP封装芯片的PIN脚是否有断缝隙迹，BGA封装的芯片 PAD 或者基板是否有氧化损伤等。
3 芯片拆卸和洗濯
如果客户寄回的是整机，须要用相对应的方法将待剖析失落效剖析芯片从样机上拆下，如果是客户寄回的是已拆卸的芯片那就无需这一步骤，直接进行相应的处理。LQFP 封装：芯片拆下后表面会有残留锡渣，须要利用烙铁与吸锡线将芯片管脚与中间地清理，然后将芯片放在超声波洗濯，利用液体有洗板水或是酒精。BGA 封装：芯片拆下后锡球会形成不规则或是缺失落，须要利用植球台工具或是刮锡膏的方法进行植球。
4 系统级测试平台测试
系统级测试平台测试是芯片量产测试末了一道测试利用的测试平台，将芯片各个模块通过功能测试的方法全部覆盖测试，是最靠近芯片利用功能的测试手段。
系统级测试是确认该样品是否是出货后的失落效的关键手段，因此，剖析的第一步是确认该批次的芯片出货前测试用的测试硬件版本和软件版本，失落效样品首先在系统级测试平台利用当时量产测试利用的硬件版本和软件版本测试，若软件后期有优化更新的也须要用最新的测试硬件版本和对应的软件版本再进一步测试，记录测试结果。若失落效样品在系统级测试平台测试结果精确，但是客户反馈样品功能失落效，解释量产的系统级测试无法筛出，存在测试逃逸，测试硬件或者软件须要优化或者客户误报。若失落效样品在系统级测试平台的测试结果是缺点的，根据缺点的详细测试项和缺点情形进剖析芯片失落效点，同时也可以判断这是芯片出货后的某个环节发生的失落效。
5 工程机测试
仿照客户利用环境，软件运行电压频率、场景、温度等，在工程机或者客户相应样机上进行测试。根据客户反馈的非常征象，在工程机上重点测试该功能，当然其他功能要覆盖到，看是否可以复现客户反馈的征象，并根据出错模块排查芯片的故障。若无法复现客户问题，可能是客户误判，或者进一步和客户沟通看硬件环境是否有差异，或者涌现的特定环境。
6 封装失落效剖析
封装失落效剖析行业常日缩写为 FA 剖析，紧张方法有：外不雅观测试，O/S 、IV 曲线测试、X-RAY 扫描、SAT 扫描、Decap 测试、Fault测试、Cratering测试、HFdelay、EMMI测试、LC测试。外不雅观检讨紧张内容，灰尘、沾污、管脚变色、PIN脚断裂、封装裂逢、基板变形等。O/S，OPEN/SHORT测试用以确认在器件测试时所有的旗子暗记脚与测试系统相应的通道在电性能上完成了连接，并且没有旗子暗记脚与其他旗子暗记引脚，电源或地发生短路。能够非常快捷查找芯片各引脚是否开短路，以及封装是否有 wire cross 问题；芯片涌现 O/S 征象，没故意义再进行功能与其它参数测试。IV 曲线测试，针取不良 PIN ，施加电压-3V-3V，电流-1MA-1MA，测试 PIN 脚电否非常。X-RAY扫描，利用X射线透视技能可以不打开封装情形下，不雅观察电子元器件内引线断裂、交叉，BGA 的焊点失落效。SAT 扫描，超声波扫描显微镜，其紧张是针对半导体器件，芯片，材料内部的失落效剖析。其可以检讨到：a，材料内部的晶格构造，杂质颗粒夹杂物、沉淀物；b，内部裂纹；c，分层毛病；d，空洞、气泡、空隙等。Decap 测试，开封，即开盖/开帽，指去除 ic 封胶，同时保持芯片功能的完全无损，保持die, ads,wires 不受损伤，为下一步芯片失落效剖析实验做准备。Fault 测试，开盖后去除绑定线，对晶圆进行 IV 曲线测试。Cratering 测试，弹坑测试去除绑定后检讨。HF delay，氢氟酸实验，氢氟酸是氟化氢气体（HF）的水溶液，为无色透明有刺激性气味的发烟液体，利用氢氟酸堕落 pad 表面，看 pad 低层是否有烧伤痕迹。LC 液晶热点侦测，利用液晶感测到 IC 泄电处罚子排列重组,在显微镜下呈现出不同于其它区域的斑状影像，找寻在实际剖析中困扰设计职员的泄电区域（超过 10mA之故障点）。LC可侦测因 ESD，EOS 应力毁坏导致芯片失落效的详细位置。EMMI微光显微镜是一种效率极高的失落效分错析工具，供应高灵敏度非毁坏性的故障定位办法，可侦测和定位非常微弱的发光（可见光及近红外光）,由此捕捉各种元件毛病或非常所产生的泄电流可见光EMMI侦测对应故障种类涵盖ESD，Latchup，I/O Leakage，等所造成的非常。芯片有创造短路时，但封装FA剖析未创造封装非常和烧伤点时通过专业失落效剖析公司采取 EMMI 与 LC 两种方法进行测试，但是用度相称高昂。
对付故障剖析而言，微光显微镜（Emission Microscope，EMMI）是一种相称有用且效率极高的剖析工具。紧张侦测 IC内部所放出光子。对泄电流的侦测可达微安级别。LC（液晶热点侦测 Liquid Crystal）对泄电流的侦测仅达毫安级别。
7 范例剖析
（1）问题描述。客户反馈：RKxxx 在 Ambers 机种量产不良率高，不良数 50PCS,投产 115827PCS,不良率：0.04%。不良征象：抓不到 USB。①量測+VDD_CORE1.2V=1.9V；②確認電壓偏大于正常板；③交叉驗證確認料件本體 NG
（2）缘故原由剖析。收到 5pcs 芯片，重新植球，外不雅观目视检讨未创造非常；SLT 平台与 SVB 平台双向比拟测试结果如下：SVB：也称为”SDK，工程机测试平台”，运行系统，针对芯片的各个接口与功能进行测试。SLT：system Level Test ，用于工厂生产芯片测试的平台。失落效芯片 4#、5#进一步剖析：
（3）剖析总结。本次剖析 RKxxx 5pcs，良品 3PCS，不良品2PCS。2pcs 失落效芯片确认是 EOS 导致破坏。
8 失落效剖析意义
通过失落效剖析可以减少和预防产品同类失落效事件的重复发生，提高产品质量和减少经济丢失。失落效剖析是可靠性工程必不可少的事情，是全面质量管理中的主要组成部分和关键技能环节。失落效剖析是处理客诉轇轕、任务认定、法律轇轕（仲裁）的依据。失落效剖析事宜的三要素：侦测、诊断、事后处理。失落效剖析职员的哀求。
由于失落效剖析在全体芯片的验证过程中非常主要，也比较繁芜与分外性，失落效剖析职员除要有扎的理论根本以外，还应不断地结合实践，逐步培养，并应具备以下基本本色：做个诚笃人，说个诚笃话，统统以真实为主，不作假；多动脑筋，用各种仪器与方法，用疑惑统统的态度把关捕捉失落效的信息和证据；保持续头脑复苏，用精确的思路去探求统统可能疑惑的问题；学习要负责，多向身边的同事学习。积极向上，探求自己的不敷之处；要有踏实的专业根本知识和较广的知识面，事情能力要强，办事效率要高。
9 结语
本文针对芯片失落效剖析的问题提出了剖析手段与办理方法，通过对芯片失落效的基本事理及各种失落效形式的剖析，提出了各种验证方法。探究了几种验证手段与剖析方法的的实用性。随着科学技能的不断进步，我相信在未来的芯片失落效剖析事情中将会研究出更多的芯片失落效的剖析办法方法，提高芯片性能与利用寿命，促进集成电路的的发展。相信在不久的将来，基于实际的芯片失落效剖析一定会更加广泛地运用于芯片企业。
来源：半导体封装工程师之家 作者：黄美莲
