可靠性分析
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芯片分析手段:
1 C-SAM(超声波扫描显微镜),无损检查:(1)。材料内部的晶格结构,杂质颗粒.夹杂物.沉淀物.(2) 内部裂纹。 (3)分层缺陷。(4)空洞,气泡,空隙等。
2 X-Ray(这两者是芯片发生失效后首先使用的非破坏性分析手段)
3 SEM扫描电镜/EDX能量弥散X光仪(材料结构分析/缺陷观察,元素组成常规微区分析,精确测量元器件尺寸)
4 EMMI微光显微镜/OBIRCH镭射光束诱发阻抗值变化测试/LC 液晶热点侦测(这三者属于常用漏电流路径分析手段,寻找发热点,LC要借助探针台,示波器)
5 FIB做一些电路修改。
6 Probe Station 探针台/Probing Test 探针测试,ESD/Latch-up静电放电/闩锁效用测试(有些客户是在芯片流入客户端之前就进行这两项可靠度测试,有些客户是失效发生后才想到要筛取良片送验)这些已经提到了多数常用手段。失效分析前还有一些必要的样品处理过程,取die,decap(开封,开帽),研磨,去金球 De-gold bump,去层,染色等,有些也需要相应的仪器机台,SEM可以查看die表面,SAM以及X-Ray观察封装内部情况以及分层失效。
除了常用手段之外还有其他一些失效分析手段,原子力显微镜AFM ,二次离子质谱 SIMS,飞行时间质谱TOF - SIMS ,透射电镜TEM , 场发射电镜,场发射扫描俄歇探针, X 光电子能谱XPS ,L-I-V测试系统,能量损失 X 光微区分析系统等很多手段,不过这些项目不是很常用。
分析步骤:
1 一般先做外观检查,看看有没有crack,burnt mark 什么的,拍照;
2 非破坏性分析:主要是超声波扫描显微镜(C-SAM)--看有没delamination,xray--看内部结构,等等;
3 电测:主要工具,万用表,示波器,sony tek370a,现在好象是370b了;
4 破坏性分析:机械decap,化学 decap 芯片开封机。
芯片分析仪器有:1 C-SAM(超声波扫描显微镜),无损检查:1.材料内部的晶格结构,杂质颗粒.夹杂物.沉淀物.2. 内部裂纹. 3.分层缺陷.4.空洞,气泡,空隙等. 德国2 X-Ray(这两者是芯片发生失效后首先使用的非破坏性分析手段),德国Feinfocus微焦点Xray用途:半导体BGA,线路板等内部位移的分析 ;利于判别空焊,虚焊等BGA焊接缺陷. 参数:标准检测分辨率<500纳米 ; 几何放大倍数: 2000 倍 最大放大倍数: 10000倍 ; 辐射小: 每小时低于1 μSv ; 电压: 160 KV, 开放式射线管设计防碰撞设计;BGA和SMT(QFP)自动分析软件,空隙计算软件,通用缺陷自动识别软件和视频记录。这些特点非常适合进行各种二维检测和三维微焦点计算机断层扫描(μCT)应用。Feinfocus微焦点X射线(德国)Y.COUGAR F/A系列可选配样品旋转360度和倾斜60度装置。Y.COUGAR SMT 系列配置140度倾斜轴样品,选配360度旋转台3 SEM扫描电镜/EDX能量弥散X光仪(材料结构分析/缺陷观察,元素组成常规微区分析,精确测量元器件尺寸), 日本电子4 EMMI微光显微镜/OBIRCH镭射光束诱发阻抗值变化测试/LC 液晶热点侦测(这三者属于常用漏电流路径分析手段,寻找发热点,LC要借助探针台,示波器)5 FIB做一些电路修改;6 Probe Station 探针台/Probing Test 探针测试,ESD/Latch-up静电放电/闩锁效用测试(有些客户是在芯片流入客户端之前就进行这两项可靠度测试,有些客户是失效发生后才想到要筛取良片送验)这些已经提到了多数常用手段。失效分析前还有一些必要的样品处理过程,取die,decap(开封,开帽),研磨,去金球 De-gold bump,去层,染色等,有些也需要相应的仪器机台,SEM可以查看die表面,SAM以及X-Ray观察封装内部情况以及分层失效。除了常用手段之外还有其他一些失效分析手段,原子力显微镜AFM ,二次离子质谱 SIMS,飞行时间质谱TOF - SIMS ,透射电镜TEM , 场发射电镜,场发射扫描俄歇探针, X 光电子能谱XPS ,L-I-V测试系统,能量损失 X 光微区分析系统等很多手段,不过这些项目不是很常用。FA步骤:2 非破坏性分析:主要是超声波扫描显微镜(C-SAM)--看有没delamination,xray--看内部结构,等等;3 电测:主要工具,万用表,示波器,sony tek370a,现在好象是370b了;4 破坏性分析:机械decap,化学 decap芯片开封机半导体器件芯片失效分析 芯片内部分层,孔洞气泡失效分析C-SAM的叫法很多有,扫描声波显微镜或声扫描显微镜或扫描声学显微镜或超声波扫描显微镜(Scanning acoustic microscope)总概c-sam(sat)测试。微焦点Xray用途:半导体BGA,线路板等内部位移的分析 ;利于判别空焊,虚焊等BGA焊接缺陷. 参数:标准检测分辨率<500纳米 ; 几何放大倍数: 2000 倍 最大放大倍数: 10000倍 ; 辐射小: 每小时低于1 μSv ; 电压: 160 KV, 开放式射线管设计防碰撞设计;BGA和SMT(QFP)自动分析软件,空隙计算软件,通用缺陷自动识别软件和视频记录。这些特点非常适合进行各种二维检测和三维微焦点计算机断层扫描(μCT)应用。芯片开封机DECAP主要用于芯片开封验证SAM,XRAY的结果。不会。 mos管的工作原理它是利用VGS来控制“感应电荷”的多少,以改变由这些“感应电荷”形成的导电沟道的状况,然后达到控制漏极电流的目的。在制造管子时,通过工艺使绝缘层中出现大量正离子,故在交界面的另一侧能感应出较多的负电荷,这些负电荷把高渗杂质的N区接通,形成了导电沟道,即使在VGS=0时也有较大的漏极电流ID。当栅极电压改变时,沟道内被感应的电荷量也改变,导电沟道的宽窄也随之而变,因而漏极电流ID随着栅极电压的变化而变化。
无论N型或者P型MOS管,其工作原理本质是一样的。MOS管是由加在输入端栅极的电压来控制输出端漏极的电流。MOS管是压控器件它通过加在栅极上的电压控制器件的特性,不会发生像三极管做开关时的因基极电流引起的电荷存储效应,因此在开关应用中,MOS管的开关速度应该比三极管快。
MOS管的内部结构如下其导通时只有一种极性的载流子(多子)参与导电,是单极型晶体管。导电机理与小功率MOS管相同,但结构上有较大区别,小功率MOS管是横向导电器件,功率MOSFET大都采用垂直导电结构,又称为VMOSFET,大大提高了MOSFET器件的耐压和耐电流能力。
其主要特点是在金属栅极与沟道之间有一层二氧化硅绝缘层,因此具有很高的输入电阻,该管导通时在两个高浓度n扩散区间形成n型导电沟道。n沟道增强型MOS管必须在栅极上施加正向偏压,且只有栅源电压大于阈值电压时才有导电沟道产生的n沟道MOS管。n沟道耗尽型MOS管是指在不加栅压(栅源电压为零)时,就有导电沟道产生的n沟道MOS管。
MOS管的输入、输出特性,对于共源极接法的电路,源极和衬底之间被二氧化硅绝缘层隔离,所以栅极电流为0。
MOS管作为开关元件,同样是工作在截止或导通两种状态。由于MOS管是电压控制元件,所以主要由栅源电压uGS决定其工作状态。导通的意思是作为开关,相当于开关闭合。NMOS的特性,Vgs大于一定的值就会导通,适合用于源极接地时的情况(低端驱动),只要栅极电压达到4V或10V就可以了。PMOS的特性,Vgs小于一定的值就会导通,适合用于源极接VCC时的情况(高端驱动)。但是,虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动,但由于导通电阻大,价格贵,替换种类少等原因,在高端驱动中,通常还是使用NMOS。下面以NMOS管为例介绍其特性。
NMOS的特性,Vgs大于一定的值就会导通,适合用于源极接地时的情况(低端驱动),只要栅极电压达到4V或10V就可以了。
PMOS的特性,Vgs小于一定的值就会导通,适合用于源极接VCC时的情况(高端驱动)。但是,虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动,但由于导通电阻大,价格贵,替换种类少等原因,在高端驱动中,通常还是使用NMOS。
mos管的作用:
1、可应用于放大电路。由于MOS管放大器的输入阻抗很高,因此耦合电容可以容量较小,不必使用电解电容器。
2、很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换。常用于多级放大器的输入级作阻抗变换。
3、可以用作可变电阻。
4、可以方便地用作恒流源。
5、可以用作电子开关。
MOS管为压控元件,你只要加到它的压控元件所需电压就能使它导通,它的导通就像三极管在饱和状态一样,导通结的压降最小。这就是常说的精典是开关作用。去掉这个控制电压经就截止。
我们知道MOS管对于整个供电系统起着稳压的作用,但是MOS管不能单独使用,它必须和电感线圈、电容等共同组成的滤波稳压电路,才能发挥充分它的优势。
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