引言

電子元器件在存儲(chǔ)、使用前并未做好保護(hù)措施或者是未規(guī)范處理時(shí)就會(huì)有可能對(duì)芯片造成靜電損傷，可能會(huì)影響芯片的使用壽命或者是造成內(nèi)部電路擊穿出現(xiàn)參數(shù)漂移等現(xiàn)象，嚴(yán)重的更會(huì)造成部分電路直接短路的情況。

本文以芯片的靜電損傷（ESD）為例，通過(guò)外觀檢查，I-V曲線測(cè)量、x-ray檢查、開(kāi)蓋檢查、熱點(diǎn)分析、去層分析等方法，分析芯片失效的原因及機(jī)理，并根據(jù)實(shí)際提出改善建議。

一、案例背景

終端客戶反饋上機(jī)測(cè)試出現(xiàn)故障，PCB板無(wú)法正常運(yùn)行，交叉驗(yàn)證后鎖定位A芯片不良，對(duì)A芯片進(jìn)行阻抗 測(cè)量，發(fā)現(xiàn)A芯片內(nèi)部某一二極管部分電路阻抗異常偏低。現(xiàn)進(jìn)行測(cè)試分析，查找失效原因。

二、分析過(guò)程

? 1.外觀檢查

首先，我們對(duì)A芯片進(jìn)行外觀檢查， 芯片表面一切正常，未發(fā)現(xiàn)芯片存在破損、裂痕、絲印與型號(hào)不符等異常現(xiàn)象。

? 2.I-V曲線測(cè)量

接著，我們對(duì)A芯片進(jìn)行I-V曲線測(cè)量，發(fā)現(xiàn)樣品PIN4-PIN5之間的管腳I-V曲線呈短路現(xiàn)象。

? 3.X-ray檢查

緊接著，我們進(jìn)一步對(duì)芯片進(jìn)行了X-ray檢測(cè)，未發(fā)現(xiàn)芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)及鍵合線存在損傷等異常現(xiàn)象。

? 4.開(kāi)蓋檢查

再接著，我們對(duì)芯片進(jìn)行了開(kāi)蓋檢測(cè)，也并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)芯片存在明顯的損傷痕跡。

? 5.熱點(diǎn)分析

接著，我們進(jìn)行了熱點(diǎn)分析，根據(jù)I-V曲線檢查，發(fā)現(xiàn)A芯片存在短路現(xiàn)象，為了確認(rèn)短路及失效損傷點(diǎn)的具體位置，我們利用了Thermal對(duì)A芯片進(jìn)行熱點(diǎn)定位，從定位上可以看出，存在異常的位置是在PIN4-PIN5的附近。

? 6.去層分析

最后，我們根據(jù)熱點(diǎn)顯示的位置，進(jìn)行了去層分析。通過(guò)逐層去除，我們?cè)贑T層發(fā)現(xiàn)ESD損傷，直至SUB層，損傷最嚴(yán)重。

RDL層：

TM層（M3）:

TM層（M2）:

TM層（M1）:

CT層:

POLY層:

SUB層：

三、總結(jié)分析

通過(guò)外觀檢查確認(rèn)樣品絲印無(wú)誤，未發(fā)現(xiàn)存在裂痕、破損等現(xiàn)象。

V曲線測(cè)試發(fā)現(xiàn)A芯片的PIN4-PIN5之間存在短路現(xiàn)象，與客戶描述的內(nèi)部某一二極管阻抗異?，F(xiàn)象一致。

經(jīng)x-ray檢查及開(kāi)蓋檢查，并未發(fā)現(xiàn)樣品存在明顯的異?，F(xiàn)象。

通過(guò)熱點(diǎn)分析，發(fā)現(xiàn)A芯片有異常熱點(diǎn)的現(xiàn)象，熱點(diǎn)位置處于PIN4-PIN5的第一鍵合點(diǎn)周?chē)?/p>

通過(guò)去層分析，在熱點(diǎn)位置逐層去除，在CT層開(kāi)始發(fā)現(xiàn)輕微損傷，直至SUB層，損傷最為嚴(yán)重。

綜合分析，芯片未上機(jī)即失效，失效率較低，且A芯片只有PIN4-PIN5之間的二極管存在損壞，內(nèi)部其余電路均未發(fā)現(xiàn)異常，可能是由于靜電導(dǎo)致，瞬間的電壓過(guò)高，導(dǎo)致此二極管瞬間被擊穿，造成失效。

四、結(jié)論與建議

? 1.結(jié)論

綜上所述，A芯片失效的直接原因是由于內(nèi)部晶元出現(xiàn)ESD損傷，導(dǎo)致芯片運(yùn)行不良引起失效。 

? 2.建議

檢查存儲(chǔ)或操作使用是否嚴(yán)格規(guī)范。