引言
電子元器件在存儲、使用前并未做好保護(hù)措施或者是未規(guī)范處理時就會有可能對芯片造成靜電損傷，可能會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，通過外觀檢查，I-V曲線測量、x-ray檢查、開蓋檢查、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)測試出現(xiàn)故障，PCB板無法正常運(yùn)行，交叉驗(yàn)證后鎖定位A芯片不良，對A芯片進(jìn)行阻抗 測量，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)行測試分析，查找失效原因。
二、分析過程
? 1.外觀檢查
首先，我們對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、絲印與型號不符等異?，F(xiàn)象。
? 2.I-V曲線測量
接著，我們對A芯片進(jìn)行I-V曲線測量，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)一步對芯片進(jìn)行了X-ray檢測，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.開蓋檢查
再接著，我們對芯片進(jìn)行了開蓋檢測，也并沒有發(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。通過逐層去除，我們在CT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
通過外觀檢查確認(rèn)樣品絲印無誤，未發(fā)現(xiàn)存在裂痕、破損等現(xiàn)象。
V曲線測試發(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檢查及開蓋檢查，并未發(fā)現(xiàn)樣品存在明顯的異?，F(xiàn)象。
通過熱點(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)周圍。
通過去層分析，在熱點(diǎn)位置逐層去除，在CT層開始發(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
檢查存儲或操作使用是否嚴(yán)格規(guī)范。
