4失效分析经典案例-物料缺陷案例

正负极间均呈短路
主意芯片焊接位置
失效分析经典案例
热结构缺陷
讨论！
失效分析经典案例 工艺缺陷
效样品正向压降在 5V左右，若短接两 极或打火后测试，正 向压降将恢复正常； 金华特失效样品直流 下300mA，正向压 降在0.86V左右， 12V交流下，无输 出。
北信案例
失效分析经典案例 工艺缺陷
失效分析经典案例 工艺肖特缺基陷：金属极之Ag及焊料跨接半导体极（表面之侧面）
Wt % 18.72 00.00 27.42 03.14 00.37 01.50 26.24 00.64 01.16 20.81
At % 34.06 00.00 37.44 01.08 00.33 01.21 20.41 00.45 00.79 04.22
Element Wt%
At%
CK
02.52
05.91
At % 20.83 51.41 02.05 22.33 03.37
Element CK OK AlK SiK PK
Wt % 20.31 25.68 30.63 21.01 02.36
At % 32.17 30.55 21.60 14.24 01.45
失效分析经典案例 键合缺陷
键合缺陷
失效分析经典案例 键合缺陷
失效分析经典案例
芯片缺陷
制造商产品质量可靠性波动信息共享
5只样品内部缺 陷：
43#： 芯片破裂； 50#、56#： 内部金属多余物，引起 外键合点与管壳桥连； 70#、95#： 芯片缺陷，引起极间漏 电或击穿。
70#：芯片损伤
如：近期安森美的器件缺陷明显
失效分析经典案例
芯片缺陷
制造商产品质量可靠性波动信息共享
失效分析经典案例 封装缺陷
工艺缺陷
失效分析经典案例 封装缺陷
失效分析经典案例 封装缺陷
工艺缺陷
问题:
1 结构上:G极引脚左端 塑料覆盖少
2 VDMOS管G悬空击穿
启发:
1 测试 2 应用电路 3 装配工艺
失效分析经典案例
特殊缺陷 IC相邻引脚漏电定位
封装塑料中的石英砂嵌入、砸伤芯片表面
IC相邻引脚漏电定位
失效分析经典案例
键合缺陷
2
3
1
23
1
失效分析经典案例 键合缺陷
“弹坑”
失效分析经典案例
TAMUL L247 S5L8035X01 T083UI N53BD
键合缺陷
失效分析经典案例
键合缺陷
失效分析经典案例
键合缺陷
失效分析经典案例
Ti SiO2
失效分析经典案例
键合缺陷
SiO2
失效分析经典案例
基本正常 不正常
失效分析经典案例
键合缺陷
失效1
失效2
失效分析经典案例 工艺缺陷
PIN二极管（裸片） 用于模块组件
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ失效分析经典案例
工艺缺陷
PIN二极管
裸芯片应用 微波隔离
失效： 组件装配（键合） 整机调试、试验
微细台面结键合的缺陷
失效分析经典案例
工艺缺陷
27um
失效分析经典案例
失效分析经典案例 工艺缺陷
失效分析经典案例 工艺缺陷
水+电,前后
失效分析经典案例
芯片缺陷
双层芯片
失效分析经典案例
芯片缺陷
失效分析经典案例
芯片缺陷
失效分析经典案例
芯片钝化层缺陷
失效分析经典案例
芯片钝化层缺陷
P2O3＋H2O→
PSG结构在水的作用下 产生腐蚀性，铝腐蚀 需氮化硅保护
PSG （磷硅玻璃）
Element CK OK AlK SiK PK
Wt % 13.45 44.23 02.97 33.73 05.62
失效分析经典案例
工艺缺陷
照片讨论
失效分析经典案例 工艺缺陷
铝铜键合缺陷
铜表面状态不良－－铜铝未形成合金
铝金键合缺陷
PCB板镀镍不良－－键合点金镍界面分离
失效分析经典案例
芯片烧结缺陷
• 在回流焊前大 于600V，焊后 耐压严重下降 ，有的耐压值 下降到几乎为 零
芯片黏结缺陷
快恢复二极管
Element CK NK OK CuL MgK AlK SiK PK SK AgL
43#样品B芯片裂纹
50#样品基极外键 合点桥连金属
失效分析经典案例
芯片缺陷
制造商产品质量可靠性波动信息共享
56#样品基极外 键合点桥连
失效分析经典案例
芯片缺陷
失效分析经典案例
芯片缺陷
制造商产品质量可靠性波动信息共享
95#样品内部 芯片损伤
失效
正常
失效分析经典案例
芯片缺陷
镉电化学而消耗-电极脱落 镉+水=失效
失效分析经典案例
物料缺陷和物料固有机理失效
李少平 工业和信息化部电子第五研究所
元器件可靠性研究分析中心
2012
Pin1 标识
Pin1 标识
Pin1 标识
失效分析经典案例
翻新假冒
失效分析经典案例
芯片缺陷
硅晶片外延缺陷引起CE穿通
失效分析经典案例
良品
晶体缺陷
失效品
芯片位错
失效分析经典案例
芯片缺陷
制造商产品质量可靠性波动信息共享
失效分析经典案例
热结构缺陷 过流（过热）烧毁的特征， 样品失效应该是芯片散热不良
失效分析经典案例
热结构缺陷
美国国际整流器公司10MQ100
对 比 的 图 片
对比： 主意芯片焊接位置
失效分析经典案例
热结构缺陷
• 样品为VISHAY公司生产的10MQ100型二极管，样品在委托方进 行试验时失效，样品的工作时间大概2天。委托方进行试验的样 品的总数为100只左右 ，失效品有2只。委托方提供失效品共1只 ，编号F1#。
失效分析经典案例－工艺缺陷失效
热结构缺陷
芯片黏结缺陷
芯片焊料烧结空洞－散热不良－芯片过热烧毁
焊料流失
烧结空洞图例
失效分析经典案例
热结构缺陷 芯片焊接不良
芯片黏结缺陷
失效分析经典案例
热结构缺陷
C－SCAN与X－RAY结合应用 失效分析经典案例
热结构缺陷
失效分析经典案例
热结构缺陷
失效分析经典案例
热结构缺陷
过流（过热）烧毁的特征， 样品失效应该是芯片散热不良
OK
27.09
47.65
AlK
08.34
08.69
SiK
27.93
27.98
SK
01.39
01.22
AgL
32.72
08.54
Matrix Correction ZAF
失效分析经典案例
热结构工艺缺陷
X－RAY知道有空洞， 但空洞在那个界面？
C－SAM定义了空洞的界面
进口射频器件—热结构缺陷
失效分析经典案例
击穿者：均边缘烧毁
对样品进行105℃烘烤24 后测试，样品芯片漏电流降 至2.0uA（Vr=1000V） 左右，漏电流符合规范要求 小于100uA。
失效分析经典案例
肖特基：金属极之Ag及焊料跨接半导体极（表面之侧面）
芯片烧毁处
1/2
还没击穿漏电者： 可见金属几乎跨接
另1/2
银电极
铅焊料延伸到边缘
漏电者：酸洗后 漏电消失