失效分析能解决哪些问题？样品失效了应该怎么处理？

失效分析能解决哪些问题？样品失效了应该怎么处理？？北软失效分析赵工为您分享。

失效分析是芯片测试重要环节，无论对于量产样品还是设计环节亦或是客退品，失效分析可以帮助降低成本，缩短周期。

常见的失效分析方法有Decap，X-RAY，SAT，IV，EMMI，FIB，SEM，EDX，Probe，OM，RIE等，因为失效分析设备昂贵，大部分需求单位配不了或配不齐需要的设备，因此借用外力，使用对外开放的资源，来完成自己的分析也是一种很好的选择。

五花八门的测试项目都是什么意思？能解决什么问题？我们如何选择适合的实验室，合适的检测项目。测试前需要做哪些准备呢？下面为大家整理一下：

一：聚焦离子束FIB，Focused Ion beam

聚焦离子束FIB服务介绍：FIB（聚焦离子束，Focused Ion beam）是将液态金属离子源产生的离子束经过离子枪加速，聚焦后照射于样品表面产生二次电子信号取得电子像，此功能与SEM（扫描电子显微镜）相似，或用强电流离子束对表面原子进行剥离，以完成微、纳米级表面形貌加工。

聚焦离子束FIB服务范围：工业和理论材料研究，半导体，数据存储，自然资源等领域

聚焦离子束FIB服务内容：1.芯片电路修改和布局验证              

          2.Cross-Section截面分析                

          3.Probing Pad                                 

          4.定点切割 

聚焦离子束FIB前期准备：写清样品尺寸，材质，导电性是否良好，若尺寸较大需要事先裁剪。一般样品台1-3cm左右，太大的样品放不进去，也影像定位，导电性好的样品分析较快，导电性不好的，需要辅助措施才能较好的分析。切点观察的，标清切点要求。切线连线写清方案，发定位文件。 

二：扫描电镜（SEM）

扫描电镜SEM服务介绍：SEM/EDX（形貌观测、成分分析）扫描电镜（SEM）可直接利用样品表面材料的物质性能进行微观成像。EDX是借助于分析试样发出的元素特征X射线波长和强度实现的，根据不同元素特征X射线波长的不同来测定试样所含的元素。通过对比不同元素谱线的强度可以测定试样中元素的含量。通常EDX结合电子显微镜（SEM）使用，可以对样品进行微区成分分析。

扫描电镜SEM服务范围：军工，航天，半导体，先进材料等

扫描电镜SEM服务内容：1.材料表面形貌分析，微区形貌观察  

          2.材料形状、大小、表面、断面、粒径分布分析

          3.薄膜样品表面形貌观察、薄膜粗糙度及膜厚分析

          4.纳米尺寸量测及标示

          5.微区成分定性及定量分析

扫描电镜SEM前期准备

SEM：写清样品尺寸，材质，导电性是否良好，若尺寸较大需要事先裁剪。一般样品台1-3cm左右，太大的样品放不进去，也影像定位，导电性好的样品分析较快，导电性不好的，需要辅助措施才能较好的分析。

EDX：写清样品尺寸，材质，EDX是定性分析，能看到样品的材质和大概比例，适合金属元素分析。

三：切割制样：

切割制样服务介绍：可以预置程序定位切割不同尺寸的各种材料，可以高速自动切割材料，提高样品生产量。其微处理系统可以根据材料的材质、厚度等调整步进电动机的切割距离、力度、样品输入比率和自动进刀比率。服务范围：各种材料，各种厚度式样切割

切割制样服务内容：1.通过样品冷埋注塑获得样品的标准切面  

          2.小型样品的精密切割

切割制样前期准备：样品数量，尺寸，材质                                          

四：X-Ray

X-Ray服务介绍：X-Ray是利用阴极射线管产生高能量电子与金属靶撞击，在撞击过程中，因电子突然减速，其损失的动能会以X-Ray形式放出。而对于样品无法以外观方式观测的位置，利用X-Ray穿透不同密度物质后其光强度的变化，产生的对比效果可形成影像，即可显示出待测物的内部结构，进而可在不破坏待测物的情况下观察待测物内部有问题的区域。

X-Ray服务范围：产品研发，样品试制，失效分析，过程监控和大批量产品观测

X-Ray服务内容：1.观测DIP、SOP、QFP、QFN、BGA、Flipchip等不同封装的半导体、电阻、电容等电子元器件以及小型PCB印刷电路板

          2.观测器件内部芯片大小、数量、叠die、绑线情况

          3.观测芯片crack、点胶不均、断线、搭线、内部气泡等封装缺陷，以及焊锡球冷焊、虚焊等焊接缺陷

X-Ray前期准备：写清样品尺寸，数量，材质（密度大的可以看到，密度小的直接穿透），重点观察区域，精度。 

五：RIE

RIE服务介绍：RIE是干蚀刻的一种，这种蚀刻的原理是，当在平板电极之间施加10～100MHZ的高频电压（RF，radio frequency）时会产生数百微米厚的离子层（ion sheath），在其中放入试样，离子高速撞击试样而完成化学反应蚀刻，此即为RIE（Reactive Ion Etching）。  

RIE服务范围：半导体，材料化学等                                                                                    

RIE服务内容：1.用于对使用氟基化学的材料进行各向同性和各向异性蚀刻，其中包括碳、环氧树脂、石墨、铟、钼、氮氧化物、光阻剂、聚酰亚胺、石英、硅、氧化物、氮化物、钽、氮化钽、氮化钛、钨钛以及钨器件表面图形的刻蚀

RIE前期准备：写清样品材质，需要看到的区域。

六：探针台测试probe

探针台测试probe服务介绍：探针台主要应用于半导体行业、光电行业。针对集成电路以及封装的测试。 广泛应用于复杂、高速器件的精密电气测量的研发，旨在确保质量及可靠性，并缩减研发时间和器件制造工艺的成本。

探针台测试probe服务范围：8寸以内Wafer，IC测试，IC设计等

探针台测试probe服务内容：1.微小连接点信号引出  

          2.失效分析失效确认

          3.FIB电路修改后电学特性确认

          4.晶圆可靠性验证

探针台测试probe前期准备：写清样品测试环境要求，需要搭配什么源表，使用什么探针，一般有硬针和软针，软针较细，不易对样品造成二次损伤。

七：微光显微镜（Emission Microscope, EMMI）

微光显微镜emmi服务介绍：对于故障分析而言，微光显微镜（Emission Microscope, EMMI）是一种相当有用且效率极高的分析工具。主要侦测IC内部所放出光子。在IC元件中，EHP（Electron Hole Pairs）Recombination会放出光子（Photon）。如在P-N结加偏压，此时N阱的电子很容易扩散到P阱，而P的空穴也容易扩散至N，然后与P端的空穴（或N端的电子）做EHP Recombination。

微光显微镜emmi服务范围：故障点定位、寻找近红外波段发光点

微光显微镜emmi服务内容：1.P-N接面漏电；P-N接面崩溃

          2.饱和区晶体管的热电子

          3.氧化层漏电流产生的光子激发

          4.Latch up、Gate Oxide Defect、Junction Leakage、Hot Carriers Effect、ESD等问题

微光显微镜EMMI前期准备：写清样品加电方式，电压电流，是否是裸die，是否已经开封，特殊要求等，EMMI是加电测试，可以连接各种源表，确认加电要求，若实验室没有适合的源表，可以自带，避免做无用功。

八：芯片开封decap

芯片开封decap服务介绍：Decap即开封，也称开盖，开帽，指给完整封装的IC做局部腐蚀，使得IC可以暴露出来，同时保持芯片功能的完整无损，保持 die，bond pads，bond wires乃至lead-frame不受损伤，为下一步芯片失效分析实验做准备，方便观察或做其他测试（如FIB，EMMI）， Decap后功能正常。

芯片开封decap服务范围：芯片开封，环氧树脂去除，IGBT硅胶去除，样品剪薄

芯片开封decap服务内容：1.IC开封（正面/背面） QFP， QFN， SOT，TO， DIP，BGA，COB等

          2.样品减薄（陶瓷，金属除外）

          3.激光打标

化学开封Acid Decap

芯片开封decap服务介绍：Acid Decap，又叫化学开封，是用化学的方法，即浓硫酸及发烟硝酸将塑封料去除的设备。通过用酸腐蚀芯片表面覆盖的塑料能够暴露出任何一种塑料IC封装内的芯片。去除塑料的过程又快又安全，并且产生干净无腐蚀的芯片表面。

芯片开封decap服务范围：常规塑封器件的开帽分析包括铜线开封

芯片开封decap服务内容：1.芯片开封（正面/背面）  

          2.IC蚀刻，塑封体去除

芯片开封decap前期准备：写清样品尺寸，数量，封装形式，材质，开封要求（若在pcb板上，需要提前拆下，pcb板子面较大有突起，会影响对芯片的保护）后续试验。 

九：自动研磨机

自动研磨服务介绍：适用于高精微（光镜，SEM，TEM，AFM，ETC）样品的半自动准备加工研磨抛光，模块化制备研磨，平行抛光，精确角抛光，定址抛光或几种方式结合抛光。

自动研磨服务范围：主要应用于半导体元器件失效分析，IC反向

自动研磨服务内容：1.断面精细研磨及抛光  

          2.芯片工艺分析

          3.失效点的查找              

十：切割制样

切割制样服务介绍：可以预置程序定位切割不同尺寸的各种材料，可以高速自动切割材料，提高样品生产量。其微处理系统可以根据材料的材质、厚度等调整步进电动机的切割距离、力度、样品输入比率和自动进刀比率。

切割制样服务范围：各种材料，各种厚度式样切割

切割制样服务内容：1.通过样品冷埋注塑获得样品的标准切面  

          2.小型样品的精密切割

十一：金相显微镜OM

金相显微镜OM服务介绍：可用来进行器件外观及失效部位的表面形状，尺寸，结构，缺陷等观察。金相显微镜系统是将传统的光学显微镜与计算机（数码相机）通过光电转换有机的结合在一起，不仅可以在目镜上作显微观察，还能在计算机（数码相机）显示屏幕上观察实时动态图像，电脑型金相显微镜并能将所需要的图片进行编辑、保存和打印。

金相显微镜OM服务范围：可供研究单位、冶金、机械制造工厂以及高等工业院校进行金

属学与热处理、金属物理学、炼钢与铸造过程等金相试验研究之用

金相显微镜OM服务内容：1.样品外观、形貌检测  

          2.制备样片的金相显微分析

          3.各种缺陷的查找

体视显微镜OM

体视显微镜OM服务介绍：体视显微镜，亦称实体显微镜或解剖镜。是一种具有正像立体感的目视仪器，从不同角度观察物体，使双眼引起立体感觉的双目显微镜。对观察体无需加工制作，直接放入镜头下配合照明即可观察，成像是直立的，便于操作和解剖。视场直径大，但观察物要求放

大倍率在200倍以下。

体视显微镜OM服务范围：电子精密部件装配检修，纺织业的品质控制、文物 、邮票的

辅助鉴别及各种物质表面观察

体视显微镜OM服务内容：1.样品外观、形貌检测  

          2.制备样片的观察分析

          3.封装开帽后的检查分析

          4.晶体管点焊、检查

显微镜OM前期准备：写清样品情况，对放大倍率要求。OM属于表面观察，看不到内部情况。

十二：I/V Curve

I/V Curve服务介绍：验证及量测半导体电子组件的电性、参数及特性。比如电压-电流。集成电路失效分析流程中，I/V Curve的量测往往是非破坏分析的第二步（外观检查排在第一步），可见Curve量测的重要性。

I/V Curve服务范围：封装测试厂，SMT领域等

I/V Curve服务内容：1.Open/Short Test  

          2.I/V Curve Analysis

          3.Idd Measuring

          4.Powered Leakage（漏电）Test

I/V Curve前期准备：写清管脚数量，封装形式，加电方式，电压电流限制范围。实验人员需要提前确认搭建适合的分析环境，若样品不适合就不用白跑一趟了。 

十三：高温、低温的可靠性试验

高温、低温的可靠性试验服务介绍：适用于工业产品高温、低温的可靠性试验。对电子电工、汽车电子、航空航天、船舶兵器、高等院校、科研单位等相关产品的零部件及材料在高温、低温（交变）循环变化的情况下，检验其各项性能指标。

高温、低温的可靠性试验服务范围：电工、电子、仪器仪表及其它产品、零部件及材料

高温、低温的可靠性试验服务内容：1.高温储存  

          2.低温储存

          3.温湿度储存

十四：电磁注入检测

服务介绍：在芯片正确执行密码运算过程中，定位被测芯片程序运行的某一特定时刻，注入合适能量的电磁脉冲，使芯片的运行产生非预期错误，并分析这些获取到的非预期错误是否会造成芯片中敏感信息的泄露。

服务内容：1.电磁操纵

2. 差分错误分析

十五：电压毛刺检测

服务介绍：在芯片正确执行密码运算过程中，或在芯片电源RST、CLK、 I/O引脚上注入合适深度和合适宽度的毛刺，使芯片的运行产生非预期错误，并分析这些获取到的非预期错误是否会造成芯片中敏感信息的泄露。

服务内容：1.电源操纵攻击

          2.其他操纵攻击

          3.差分错误分析      

十六：激光注入检测

服务介绍：对芯片进行开封处理后，在芯片正确执行密码运算过程中，通过显微镜定位被攻击芯片表面某一特定区域，通过示波器等观察设备定位密码算法运行的某一特定时刻，注入合适能量大小的激光脉冲，使芯片的运行产生非预期错误，并分析采集到的错误是否会造成芯片中敏感信息的泄露。

服务内容：1.光注入攻击

          2.差分错误分析

十七：侧信道检测

服务介绍：芯片在执行密码算法过程中会产生时间消耗、功率消耗和电磁辐射，利用密码系统实现时泄露的功耗、电磁辐射等侧信道信息，尝试推导密码系统中的密钥信息。

服务内容：1.形象化功耗分析

          2.简单功耗分析

          3.差分功耗分析

          4.电磁辐射分析

十八：超声波扫描显微镜SAT

检查内容: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

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