IC可靠性与失效分析

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1、一、IC可靠度测试1.可靠度测试的由来可靠度测试，顾名思义，就是测试产品的可靠程度。它与品质既有区别，又有联系。品质就是产品性能的测量，它回答了一个产品是否合乎SPEC的要求，是否符合各项性能指标的问题；而可靠度则是对产品耐久力的测量，它回答了一个产品生命周期有多长，简单说，它能用多久的问题。所以说品质解决的是现阶段的问题，可靠度解决的是一段时间以后的问题。随着电子类产品的广泛应用，各大电子系统厂商之间竞争也逐渐加剧。竞争促使各大系统厂商更加重视产品的品质。系统的品质是由零部件的品质决定的。而作为系统产品核心部分的IC品质，对系统产品来说无疑是有着非常重要的影响。因此，IC的可靠度测试被

2、越来越多的IC生产厂家所重视，是构成IC产品的品牌和竞争力的重要方面。 2.可靠度测试的主要内容可靠性测试，主要内容涵盖四个项目：抗静电和拴锁试验、寿命试验、包装可靠度试验、耐久性试验。相关的测试标准包括：MIT-STD-883EMethod1005.8、JESD22-A108-A、EIAJED-4701-D101等。测试项目测试内容测试目的使用的设备抗静电和拴锁试验抗静电和拴锁验证封装之后的IC在运输和使用过程中，对静电的耐力，并使IC的抗静电方面的缺陷早期暴露出来。ESD&Latchup测试机寿命试验高温寿命试验、低温寿命试验高温工作寿命试验机低温工作寿命试验机通过模拟加速因子（温度

3、、湿度）的作用来测试IC的工作寿命。并使设计寿命上存在缺陷的IC早期失效暴露出来。*Burn-in测试板（老化测试板）包装可靠度试验Pre-condition、环境试验、存储试验、机械试验测试IC对环境以及环境变化的耐力，以验证IC的封装品质和可靠性。并把设计、晶片制造和封装中存在的缺陷早期暴露出来。环境试验：*恒温恒湿度偏压试验机台*冷热冲击试验机台*高温水蒸气试验机台*高加速温湿度试验机台存储试验：*高温测试机*恒温恒湿度机台*盐雾试验机台机械试验：机械冲击试验机台机械振动试验机台跌落试验机台耐久性试验循环测试数据易失性测试……二、IC失效分析1.失效分析的原因、目的和地位所谓失效分

4、析，就是对失效的产品进行分析，以找出失效原因、改进原始设计和生产工艺。正确的改进行动来源于正确的查找到缺陷所在并分析产生缺陷的原因。IC的产品设计极具复杂的设计、制程繁多并且对环境要求极高的生产工艺和复杂的测试方法。在这些设计和生产工艺中，任何一个环节控制的不好，都有可能导致IC产品的最终失效。能有效地寻找到导致IC失效的根源所在，并改进和控制生产工艺IC，以提供良率是各IC设计公司和制造厂孜孜以求的目标。因此，失效分析在IC领域占有举足轻重的作用。 失效分析的对象，以公司个体为研究对象，大体可以分为3类： （1）到达最终客户后发现不良而退回分析的产品（2）本公司生产最后道工艺后，最终测

5、试发现的不良品（3）第三类就是上面介绍的可靠度测试过程中或过程之后发现的测试NG的IC产品。   2.失效分析的一般流程失效分析需要遵守一定的流程。常见的IC失效分析流程如下（主要针对产品级的IC）： （1）接收不良品失效的信息反馈和分析请求。主要的信息包括：指失效模式，参数值，客户抱怨内容，型号，批号，失效率，所占比例等，与正常品相比不同之处。 （2）记录各项信息内容，以在长期记录中形成信息库，为今后的分析工作提供经验值 （3）收信工艺信息，包括与此产品有关的生产过程中的人，机，料，法，环变动的情况。 （4）失效确认。一般是用Tester或者Curvetracer量测失效IC的AC和D

6、C的电性能，以确认失效模式是否与收集的失效模式信息一致。AC方面的测试分析涉及到产品的功能层次，而DC方面的测试是设计针对产品的主要电性能（开路、短路、漏电、）。对于开路和短路情况，要观察开路和短路测试值是开路还是短路，还是芯片不良，如是开路或短路，则要注意是第几脚开路或短路；对于非开短路的漏电流情况，产品要彻底清洗（用冷热纯水或有机溶剂如丙酮）后再进行下述烘烤试验：125度烘烤24小时或175度烘烤4小时以上，烘箱关电源后门打开45度角缓慢冷却1小时后再测其功能，如功能变好，则极有可能是封装或者测试问题，要对封装工艺要严查。 （5）观察失效产品的外观和芯片分层情况，看是否有存在破裂、裂

7、缝、鼓泡膨胀等情况。 （6）开冒分析。开冒分析是破坏性试验，产品开冒之后不能再恢复，因此必须放在外部非破坏性分析进行完毕之后进行。开冒一般会采用自动开冒机，手工开冒由于安全性不好、稳定性不足和对人身存在伤害而逐渐被取代。开冒之后，一般会结合带显微镜之分析探针台，观察切开剖面之金丝、金球、表面铝线是否有受伤，芯片是否有裂缝，光刻是否不良,芯片名是否与布线图芯片名相符。同时会采用探针测试和分析，以了解芯片内部的Wirebonding是否