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1、失效分析用主要設(shè)備的作用和參數(shù),,元器件失效分析,2,形貌(顯微形貌)觀察設(shè)備 電參數(shù)測試設(shè)備 (包括一些電參數(shù)測試的輔助性設(shè)備) 化學(xué)成分和組成分析設(shè)備 其它專項(xiàng)檢測設(shè)備 其它輔助性設(shè)備,相關(guān)參數(shù)用什么儀器、設(shè)備來測試 儀器、設(shè)備的極限能力,?,3,4,光學(xué)顯微鏡,體視顯微鏡(反射式和透射式) 特點(diǎn):放大倍數(shù)較低;景深大,立體感強(qiáng)。 用途:器件的外觀及失效部位的表面形狀、尺寸、組織、結(jié)構(gòu)和缺陷等觀察;有時候用于微探針的測試。 放大倍數(shù)(目鏡物鏡):6.380倍 金相顯微鏡 特點(diǎn):放大倍數(shù)較高;景深小,空間分辨率低,微米以下觀察困難;放大倍數(shù)不連續(xù)。 用途:器件外觀局部位置顯微檢查(
2、體視顯微鏡基礎(chǔ)上);器件失效點(diǎn)(形貌)的放大檢查。放大倍數(shù)(目鏡物鏡) :502000倍,5,聲學(xué)顯微鏡(CMode Scanning Acoustic Microscope),特點(diǎn):C-SAM是一種反射式掃描聲學(xué)顯微鏡,利用超聲脈沖探測樣品內(nèi)部微觀狀態(tài)(無損檢測)在C-SAM的圖像中,與背景相比的襯度變化構(gòu)成了重要的信息,在有空洞、裂縫、不良粘接和分層剝離的位置產(chǎn)生高的襯度,因而容易從背景中區(qū)分出來。 性能: 掃描聲學(xué)顯微鏡頻率范圍為1500MHz,空間分辨率可達(dá)0.1um,能完成超聲波傳輸時間測量、縱向截面成象,X/Y二維成象和三維掃描與成象。 用途:電子元器件、材料及PCB/PCBA內(nèi)部
3、各種缺陷(如裂紋、分層、夾雜物和空洞等)。,6,掃描電子顯微鏡,特點(diǎn):對樣品的任何細(xì)微結(jié)構(gòu)及其它表面特性放大進(jìn)行觀察和分析。缺點(diǎn)是樣品處于真空環(huán)境下,在高電壓下還需解決樣品表面鈍化層的荷電問題。 性能:分辨率高,可以達(dá)到1.5nm或更高;放大倍數(shù)從幾倍到幾十萬倍,連續(xù)可調(diào);便于跟蹤尋找缺陷并建立微觀形貌與宏觀形貌之間的關(guān)系;景深大,有較強(qiáng)的立體感,適合觀察斷口等類型的粗糙表面。 用途:用于失效定位和缺陷分析;如觀察芯片表面的缺陷、結(jié)構(gòu)。配合X射線能譜儀,可同時進(jìn)行成分分析。,,7,聚焦離子束系統(tǒng)(FIB),用途:在失效分析中主要用作線路修補(bǔ)和局部驗(yàn)證;主要有三個作用:1)剖面制作 2)電路連線
4、 3)底層的探測通孔制作。 聚焦離子束的分辨率可以達(dá)到5nm,最小線寬度0.13um,能進(jìn)行150mm以上圓片加工與分析;加速電壓范圍一般530KV。,8,X-Ray透視系統(tǒng)(FEINFOUS FXS-160.40),特點(diǎn)和性能: 被測物體最大尺寸:610mm460mm 掃面區(qū)域: 610mm460mm 圖像解析度:1um X-Ray管高壓:0160KV X-Ray管電流:01mA 最大幾何放大倍率:636倍 觀測方向與垂直方向傾斜角度:060 圖像感應(yīng)器水平面可旋轉(zhuǎn)角度:0360 被測物最大重量:5kg 用途: 樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)、多余物;PCBA板焊點(diǎn)(焊接空洞、間距的測量)等的檢查。,9,常
5、規(guī)電參數(shù)測試設(shè)備,10,LCR參數(shù)分析儀,特點(diǎn)和性能: 工作頻率:110MHz;可以設(shè)定的直流偏壓:0200V(外置);交流電壓01Vrms;電阻、電容和電感測試精度0.05;損耗精度為0.0005。 用途:主要用于測試阻、容和感的容量、損耗、阻抗、電感、電阻、品質(zhì)因素和導(dǎo)納等。,11,漏電流測試儀,特點(diǎn):施加一定的電壓,測試(或監(jiān)測)樣品的漏電流狀態(tài)。 性能:電壓范圍:0650V;電流范圍1uA30mA;可以調(diào)整的時間199s。 用途:用于測試電容器(如電解電容器)的漏電流。,12,耐壓測試儀,特點(diǎn)和性能:電壓范圍:010KV;可設(shè)定限流模式??稍O(shè)定時間范圍099s;漏電流最大設(shè)定值100
6、mA。 用途:主要用于對樣品(電容器、塑料)介質(zhì)層耐壓強(qiáng)度測試;整機(jī)的電絕緣性能測試。,13,全集成數(shù)字多路跟蹤曲線分析儀(A2R4-324),性能和特點(diǎn):控制開關(guān)矩陣進(jìn)行正確的連接,再加電源激勵,通過測量單元對響應(yīng)信號進(jìn)行測量。電壓范圍:15V+15V;最大電流為1A;最大測量管腳數(shù)為324個; 用途:用于對集成電路的電參數(shù)測試;可以測試器件的端口特性、靜態(tài)參數(shù)、閂鎖測試和IDD。注意:需要夾具支持。,14,數(shù)字集成電路測試系統(tǒng),特點(diǎn)和性能:最大管腳數(shù):64pin; 可以提供功能測試、交流參數(shù)測試和直流參數(shù)測試;定時精度10ns;最高測試速度5MHz;主要測試方式包括合格/不合格方式(Pas
7、s/Fail)、數(shù)字記錄方式(Data Log)。 用途:對各類(TTL、NMOS、CMOS)大、中、小規(guī)模數(shù)字集成電路進(jìn)行動態(tài)功能、直流參數(shù)以及交流參數(shù)的測試。,15,晶體管圖示儀,用于檢測樣品端口靜態(tài)特性??蓽y試的半導(dǎo)體器件包括二極管、晶閥管、MOSFET、雙極晶體管、光電器件和JFET等。 可加、晶至1500V 電壓,電流 1nA/DIV-200mA/DIV ;中功率的測試范圍(最大20A/2KV)。,16,半導(dǎo)體參數(shù)測試分析儀器(4155),三種基本的半導(dǎo)體測量:I,I-V,和準(zhǔn)靜態(tài)的C-V; 可編程電壓源:100V可編程源/函數(shù)發(fā)生器,100V可編程直流電壓源 基本精度:0.5%高
8、分辨率:1fA準(zhǔn)靜態(tài)C-V:0.11999pF,dc電壓斜率1mV/s1V/s,增量為1mV/s,4145,17,微波分析設(shè)備(矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、頻譜分析儀、模擬信號源),矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀 微波器件/子系統(tǒng)測試 頻率范圍:30K6GHz 輸出功率:8510dBm,頻譜分析儀 用于測量微波振蕩器、諧波發(fā)生器等器件的測試 頻率范圍:3Hz26.5GHz 解調(diào)帶寬:80MHz 幅度平坦度:0.1 相位平坦度:0.7,18,模擬信號源,作用:為被測件提供250kHz20GHz頻率范圍的模擬信號 特點(diǎn) 頻率范圍:250kHz20GHz 最大輸出功率:20dBm 分辨率:所有掃描方式0.01Hz 外部基準(zhǔn)頻率
9、:1,2,2.5,5,10MHz(在0.2ppm以內(nèi)),19,化學(xué)成分和組成分析設(shè)備,20,X射線能譜儀,特點(diǎn):能譜儀除了分析速度快,可做定量計算外,還可以選擇不同的方式進(jìn)行分析,即可選點(diǎn)、線及區(qū)域進(jìn)行分析,還可做不同元素的面分布圖(mapping)。 性能:檢測極限0.1;可分析的元素范圍從B5U92,在Fe55的分辨率可達(dá)135eV,相對的檢測靈敏度高達(dá)10E4數(shù)量級;可做定量分析。 用途:分析材料、污染物等的化學(xué)成分(超輕元素除外) 。,,21,紅外光譜儀(TENSOR27),特點(diǎn):光譜范圍7500/cm370/cm、分辨率優(yōu)于1/cm外光譜 用途:分析有機(jī)物的成分,但是目前很多有機(jī)物都
10、不能明確知道是何種物質(zhì),失效分析中常用于失效品和良品的對比分析。,22,離子色譜分析儀(DX500),特點(diǎn):先進(jìn)的陰、陽離子痕量測試儀,10min內(nèi)完成分離與檢測。 用途:陰、陽離子的測定。失效分析中常用于對PCBA或組件上各種陰離子濃度的測定。測試的離子包括鹵素離子、硝酸根離子、硫酸根離子等。,23,其它專項(xiàng)檢測設(shè)備,24,內(nèi)部氣氛分析儀,用途:失效分析中主要用于檢測電子元器件、電真空器件的內(nèi)部水汽及其它氣氛。 性能: 檢測范圍:1512 (原子量); 主要?dú)夥眨核?、氮?dú)狻⒀鯕?、氬氣、氫氣、二氧化碳;?zhǔn)確率:5以內(nèi);水汽檢測靈敏度:110E7,25,檢漏設(shè)備(氦氣氟油加壓檢漏裝置 、氦質(zhì)譜
11、檢漏儀 ),用途:用于對有密封要求的元件、器件進(jìn)行密封性測試; 包括兩個部分:粗檢漏和細(xì)檢漏部分。 特點(diǎn):樣品的大小、相關(guān)的測試標(biāo)準(zhǔn)。粗檢漏主要注意樣品的耐受溫度不能小于125。,26,粒子碰撞噪聲檢測儀,用途:用于檢測元器件重松散微粒,如集成電路、混合電路、晶體管、繼電器和開關(guān)等等。 特點(diǎn):頻率范圍 25250Hz,正弦 其它震動方式:有限隨機(jī)震動,頻率75Hz400Hz。 樣品重量:整個范圍中最大重量為400g,60Hz時最大為500g。 震幅:0.1到25.50“G”峰值,27,多功能焊接強(qiáng)度測試儀(DAGE400),用途:主要用于IC芯片上芯片粘結(jié)狀態(tài)、鍵合線鍵合狀態(tài)的評價;主
12、要測試項(xiàng)目包括:鍵合強(qiáng)度試驗(yàn)、芯片剪切強(qiáng)度試驗(yàn)和BGA焊球剪切力試驗(yàn)。 相關(guān)參數(shù):測試精度為各傳感器的各測試滿量程的正負(fù)百分之0.25。 傳感器包括Wire Pull傳感器3個(100g 、1kg 、10kg)、die shear傳感器2個(5kg 、100kg);ball shear傳感器1個(250g),28,靜電測試儀,特點(diǎn)和性能:HBM(人體模型),MM(機(jī)器模型),CDM(帶電器件放電模型) 1)MK.2 SE:該儀器包括HBM、MM、Latch-Up(閂鎖測試)三大模型;支持最高試驗(yàn)引腳數(shù)為768Pin,HBM支持最高試驗(yàn)電壓為8000V,MM支持最高試驗(yàn)電壓為2000V;閂鎖
13、測試。 2)7/2型:該儀器只能進(jìn)行HBM試驗(yàn),支持最高試驗(yàn)引腳數(shù)為128Pin,最支持最高試驗(yàn)電壓為:8000V。 3)RCDM3:該儀器只能進(jìn)行CDM試驗(yàn),最支持最高試驗(yàn)電壓為:4000V。 用途:對各類器件進(jìn)行抗靜電能力的評價。,MK2,RCDM,29,紅外熱象儀,型號:InfraScope 主要檢測電子產(chǎn)品溫度分布 適用于功率模塊、 SMA、功率元器件、電子組件等電子產(chǎn)品的溫度探測,通過檢測驗(yàn)證產(chǎn)品的熱性能,進(jìn)而優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計和改進(jìn)工藝。最高溫度探測靈敏度達(dá)到0.1攝示度,最高空間分辨率達(dá)到5um。,30,,其它輔助性設(shè)備,31,塑封器件噴射腐蝕開封機(jī),特點(diǎn):用于對塑封器件的封裝進(jìn)行局部開封,暴露內(nèi)部芯片表面但保留芯片、管腳、內(nèi)引線和壓焊點(diǎn)的完整性能。 用于暴露塑料封裝器件的芯片,以便于進(jìn)行芯片表面的電測和形貌觀察。,32,反應(yīng)離子刻蝕機(jī),特點(diǎn)和性能:工作氣體為氧氣和氮?dú)?;腐蝕速度快,均勻性和重復(fù)性好;等離子腐蝕各向同性,腐蝕后金屬化層與介質(zhì)層間的接觸面積減少,金屬化層容易脫離介質(zhì)層。 用途:在失效分析中主要用于去出芯片表面的鈍化層(摻雜硅膜層和氮化硅膜層)。 刻蝕氣體,如: CF4, O2, N2, Ar, CHF3, SF6。,33,研磨/拋光機(jī),34,環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備,