PCB電路板失效分析方法

PCB電路板失效分析方法步驟包括以下幾個方面：

1.打開前檢查，外觀檢查，x光線檢查，掃描聲學(xué)顯微鏡檢查。

2.打開顯微鏡檢查。

3.電氣性能分析，瑕疵定位技術(shù)、電路分析及微探針分析。

4.物理分析，剝層、聚焦離子束(FIB)，掃描電子顯微鏡(SEM)，透射電子顯微鏡(SEM)、VC定位技術(shù)。

一、無損失效分析技術(shù)

1.外觀檢查，主要是依靠人眼檢查是否有明顯瑕疵，如塑脂封裝是否裂開，芯片引腳是否接觸良好。X射線檢查是利用X射線的透視性能對被測樣品進(jìn)行X射線照射，樣品瑕疵部份會吸收X射線，導(dǎo)致X射線照射成像出現(xiàn)異常。X射線主要是檢查ic集成電路引線是否損壞問題。根據(jù)電子元器件的大小和結(jié)構(gòu)選擇合適的波長，這樣能得到合適的分辨率。

2.掃描聲學(xué)顯微鏡，是利用超聲波探測樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)瑕疵，依據(jù)超聲波的反射找出樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)瑕疵所在位置，這種方法主要是用主ic集成電路塑封時水氣或者高溫對器件的損壞，這種損壞常為裂縫或者脫層。

二、有損失效分析技術(shù)

1.打開封裝，通常有三種方法。全剝離法，ic集成電路完全損壞，只留下完整的芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路。瑕疵是由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路和引線全部被破壞，無法再進(jìn)行電動態(tài)分析。方法二局總?cè)コ?，三研磨機(jī)研磨ic集成電路表面的樹脂直至芯片。優(yōu)勢是打開過種不損壞內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路和引線，打開后可以進(jìn)行電動態(tài)分析。方法三是自自動法用硫酸噴射達(dá)到局部去除的效果。

2.瑕疵定位，定位具體失效位置在ic集成電路失效分析中，是一個關(guān)鍵而困難的項目，瑕疵定位后才能發(fā)現(xiàn)失效原理及瑕疵特征。

a.Emission顯微鏡技術(shù)，具有非破壞性和快速精準(zhǔn)的特性。它使用光電子探測器來檢測產(chǎn)生光電效應(yīng)的區(qū)域。由于在硅片上產(chǎn)生瑕疵的部位，通常會發(fā)生不斷增長的電子--空穴再結(jié)全而產(chǎn)生強(qiáng)烈的光子輻射。

b.OBIRCH技術(shù)是利用激光束感應(yīng)材料電阻率變化的測試技術(shù)。對不同材料經(jīng)激光束掃描，可得到不同材料電阻率變化，這一方法可以測試金屬布線內(nèi)部結(jié)構(gòu)的那些可靠性隱患。

C.液晶熱點檢測通常由偏振顯微鏡，可調(diào)節(jié)溫度的樣品臺，以及控制電路構(gòu)成。在由晶體各向異性變?yōu)榫w各向同性時，所需要的臨界溫度能量很小，以此來提高敏感度。另外相變溫度應(yīng)控制在30-90度，偏振顯微鏡要在正交偏振光的使用，這樣可以提高液晶相變反應(yīng)的敏感度。

3.電氣性能分析(探針臺)

根據(jù)飾電路的版圖和原理圖，結(jié)合芯片失效現(xiàn)象，逐步縮小瑕疵部位的電路范圍，最后利用微探針顯微技術(shù)，來定位瑕疵器件。微探針檢測技術(shù)，微探針的作用是測量內(nèi)部結(jié)構(gòu)器件上的電參數(shù)值，如工作點電壓、電流、伏安特性曲線。微探針技術(shù)通常伴隨電路分析配合使用，兩者可以較快地搜尋失效器件。

三、物理分析

1.聚焦離子束(FIB)，由離子源，離子束聚焦和樣品臺組成。利用電鏡將離子聚焦成微波尺寸的切割器。聚焦離子束的細(xì)微精準(zhǔn)切割，結(jié)合掃描電鏡的高分辨率成像，可以很好地解決剖面問題，定位精度可以達(dá)到0.1um以下，另外剖面過程過ic集成電路愛到的應(yīng)力很小，完整地保存ic集成電路。

2.掃描電子顯微鏡(SEM)，利用聚焦離子束轟擊器件面表，面產(chǎn)生許多電子信號，將這些電子信號放大作為調(diào)制信號，連接顯示器，可得到器件表面圖像。

透射電子顯微鏡(TEM)，分辨率可以達(dá)到0.1nm，透射電子顯微鏡可以清晰地分析器件瑕疵，更好地滿足集成電器失效分析對檢測工具的解析要求。

3.VC定位技術(shù)基于SEM或FIB的一次電子束或離子束，在樣品表面進(jìn)行掃描。硅片表面不現(xiàn)部位有不同電勢，表現(xiàn)出來不同的明亮對比，找出導(dǎo)常亮的點從而定位失效點。

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