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PCB电路板失效分析方法

PCB电路板失效分析方法

PCB电路板失效分析方法步骤包括以下几个方面:

1.打开前检查,外观检查,x光线检查,扫描声学显微镜检查。

2.打开显微镜检查。

3.电气性能分析,瑕疵定位技术、电路分析及微探针分析。

4.物理分析,剥层、聚焦离子束(FIB),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(SEM)、VC定位技术。


一、无损失效分析技术

1.外观检查,主要是依靠人眼检查是否有明显瑕疵,如塑脂封装是否裂开,芯片引脚是否接触良好。X射线检查是利用X射线的透视性能对被测样品进行X射线照射,样品瑕疵部份会吸收X射线,导致X射线照射成像出现异常。X射线主要是检查ic集成电路引线是否损坏问题。根据电子元器件的大小和结构选择合适的波长,这样能得到合适的分辨率。

2.扫描声学显微镜,是利用超声波探测样品内部结构瑕疵,依据超声波的反射找出样品内部结构瑕疵所在位置,这种方法主要是用主ic集成电路塑封时水气或者高温对器件的损坏,这种损坏常为裂缝或者脱层。

二、有损失效分析技术

1.打开封装,通常有三种方法。全剥离法,ic集成电路完全损坏,只留下完整的芯片内部结构电路。瑕疵是由于内部结构电路和引线全部被破坏,无法再进行电动态分析。方法二局总去除法,三研磨机研磨ic集成电路表面的树脂直至芯片。优势是打开过种不损坏内部结构电路和引线,打开后可以进行电动态分析。方法三是自自动法用硫酸喷射达到局部去除的效果。

2.瑕疵定位,定位具体失效位置在ic集成电路失效分析中,是一个关键而困难的项目,瑕疵定位后才能发现失效原理及瑕疵特征。

a.Emission显微镜技术,具有非破坏性和快速精准的特性。它使用光电子探测器来检测产生光电效应的区域。由于在硅片上产生瑕疵的部位,通常会发生不断增长的电子--空穴再结全而产生强烈的光子辐射。

b.OBIRCH技术是利用激光束感应材料电阻率变化的测试技术。对不同材料经激光束扫描,可得到不同材料电阻率变化,这一方法可以测试金属布线内部结构的那些可靠性隐患。

C.液晶热点检测通常由偏振显微镜,可调节温度的样品台,以及控制电路构成。在由晶体各向异性变为晶体各向同性时,所需要的临界温度能量很小,以此来提高敏感度。另外相变温度应控制在30-90度,偏振显微镜要在正交偏振光的使用,这样可以提高液晶相变反应的敏感度。

3.电气性能分析(探针台)

根据饰电路的版图和原理图,结合芯片失效现象,逐步缩小瑕疵部位的电路范围,最后利用微探针显微技术,来定位瑕疵器件。微探针检测技术,微探针的作用是测量内部结构器件上的电参数值,如工作点电压、电流、伏安特性曲线。微探针技术通常伴随电路分析配合使用,两者可以较快地搜寻失效器件。

三、物理分析

1.聚焦离子束(FIB),由离子源,离子束聚焦和样品台组成。利用电镜将离子聚焦成微波尺寸的切割器。聚焦离子束的细微精准切割,结合扫描电镜的高分辨率成像,可以很好地解决剖面问题,定位精度可以达到0.1um以下,另外剖面过程过ic集成电路爱到的应力很小,完整地保存ic集成电路。

2.扫描电子显微镜(SEM),利用聚焦离子束轰击器件面表,面产生许多电子信号,将这些电子信号放大作为调制信号,连接显示器,可得到器件表面图像。

透射电子显微镜(TEM),分辨率可以达到0.1nm,透射电子显微镜可以清晰地分析器件瑕疵,更好地满足集成电器失效分析对检测工具的解析要求。

3.VC定位技术基于SEM或FIB的一次电子束或离子束,在样品表面进行扫描。硅片表面不现部位有不同电势,表现出来不同的明亮对比,找出导常亮的点从而定位失效点。

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