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嘉峪檢測網 2025-04-03 18:08
故障激發樣品失效分析（是一種通過模擬極端條件或主動引入應力（如高溫、高濕、機械振動、電過應力等）來加速樣品失效的技術手段。其核心目標是主動暴露潛在缺陷，積累故障模式數據，從而優化真實失效分析的效率和準確性。以下是系統性實施方法和關鍵要點：
1. 故障激發設計：針對性應力選擇
環境應力：溫度循環（-40℃~125℃）、高濕度（85%RH）、鹽霧等，激發材料老化、腐蝕、分層。
機械應力：振動、沖擊、彎曲，暴露焊接裂紋、結構疲勞。
電應力：過電壓、電流浪涌、靜電放電（ESD），篩選電路設計缺陷或元器件薄弱點。
組合應力（更貼近實際）：如溫度+振動+通電，模擬復雜工況。
示例：某芯片使用打火機電弧發生器對IO管腳進行ESD注入，IV測試發現被故障注入的IO管腳有漏電。
藍色曲線為故障注入前的IV特性曲線，紅色曲線為故障注入后的IV特性曲線
2. 失效形貌數據化：標準化記錄與分類
宏觀形貌：高清照片記錄開裂、燒焦、變形等。
微觀分析：SEM/EDS（掃描電鏡+能譜）分析斷口形貌、元素成分；FIB（聚焦離子束）定位納米級缺陷。
電性能關聯：失效前后的IV曲線、阻抗變化等參數對比。
分類標簽：按失效模式（如開路、短路、參數漂移）、失效部位（IC、焊點、基板）建立數據庫。
示例：對故障激發的樣品進行熱點定位，確認為IO管腳ESD電路部分有異常熱點，通過該定位如后續有類似樣品失效，IV特性和熱點定位形貌基本一致，則大致可判斷是IO管腳有ESD或類ESD能量注入導致。
對芯片進行去層，擬對熱點位置進行缺陷暴露與觀察，因為是ESD注入，因此失效點應該是在poly上，故去層未觀察到明顯異常。
TOP層：未見異常
M7：未見異常
M6：未見異常
M5：未見異常
M4：未見異常
M3：未見異常
M2：未見異常
M1：未見異常
CT層：未見異常
VC測試：鎢燈絲電鏡能力不足且樣品為銅制程樣品，未觀測到有效的VC異常
通過熱點定位圖像盲找發現疑似異常
3. 失效根因分析（RCA）與經驗沉淀
分析流程：無損物性測試→IV測試→樣品制備→熱點定位→去層逐層觀察至CT層→VC測試（用場發射）→缺陷SEM形貌觀察
經驗庫構建：
建立故障模式庫（FMEA模板），關聯應力條件-失效模式-根本原因。
典型案例歸檔。
4. 為真實失效分析提效的關鍵動作
前置對比：將激發失效形貌與現場失效樣品對比，快速鎖定相似模式。
分析流程優化：根據激發結果優先檢測高頻失效部位（如ESD損傷通常在IO管腳ESD電路位置）。
通過系統化的故障激發和形貌積累，可將失效分析周期縮短30%~50%，同時提升分析準確性，最終目標是形成“失效模式庫”。
來源：Internet
