半導体素子の故障解析

優爾鴻信検査は半導体部品の表面から内部までの全シリーズの試験能力、ESD試験、FIB試験、工業CTスキャン、赤インク実験、スライス分析、イオンクロマトグラフィーなどの項目をすべてカバーし、虚溶接、亀裂、イオン残留などの問題を効率的に識別でき、専門機器に頼って正確な検査を実現し、電子部品の品質管理を支援する。

半導体素子の故障解析手順

実際の作業では、完全な半導体素子の故障解析通常は「先外後内、先無破壊後破壊」の基本原則に従う

1. 故障現象収集と故障位置付け

これはすべての解析の開始点です。できるだけ詳しく記録する必要があります。

故障現象：動作しないか、パラメータドリフトか、間欠的故障か。

失効環境：どのようなテストまたは使用条件で発生しましたか。

失効率：個別現象かロット性問題か？

現象に基づいて、電気性能試験（IV曲線試験など）と外観検査を通じて、故障した大まかな部位を初期的にロックする。

2. 非破壊解析

サンプルに破壊を与えない前提で、各種機器を活用して調査を行う。

外観検査：光学顕微鏡を用いて精密検査を行い、変色、ひび割れ、汚染などの微細な異常を探す。

電気特性試験：IV曲線試験は故障ピンに短絡、開放、漏電などの高抵抗問題があるかどうかを非常に迅速に確認することができます。

内部構造の非破壊検査：

PCB内部配線、溶接点（特にBGA）などに対して、X-Ray透視はより良い選択。

キャッピングデバイスの湿気後の層状化、PCB爆発板などに対して、超音波（C-SAM）は界面欠陥に非常に敏感であるため、特に有効である。

3. 破壊分析技術

非破壊分析で根本的な原因を特定できない場合は、許可を得た後、破壊的な分析を行う必要があります。

スライス分析：これはPCBスルーホール、溶接点などの内部ミクロ構造を観察する古典的な方法である。サンプリング、モザイク、スライス、研磨、腐食などの一連のステップにより、顕微鏡観察可能な断面を作製した。

イオン研磨：これは現在より先進的なサンプル製造技術である。従来の機械研磨は傷や研磨材汚染を導入する可能性があるが、イオン研磨はイオンビームを用いて切削と研磨を行うことで、応力のない、汚染のない断面を得ることができ、SEM下で観察された画像をよりリアルで鮮明にすることができる。

SEM/EDS分析：調製したスライスを走査電子顕微鏡（SEM）に入れると、金属間化合物、マイクロクラック、スズひげなどの極めて微細な微細構造を観察することができる。エネルギースペクトル計（EDS）を配合し、微小領域の元素成分に対して定性または半定量分析を行い、汚染物または腐食物の源を判断するのに役立つ。

開封分析：故障がチップ内部に位置する場合、SEMで内部の火傷、破壊などの欠陥を観察するために、化学開封（外部プラスチックパッケージを酸で腐食）または物理的方法でチップウエハを露出する必要がある。

4. 総合的に分析し、結論を出す

最後に、得られたすべてのデータ、画像と事実を総合的に論理推論し、静電気損傷、機械応力、電気移動などの故障メカニズムを確定し、最終的に根本的な原因を探し出し、構造のはっきりした故障分析報告書を形成し、後続の品質改善に方向を提供する必要がある。

半導体素子の故障解析技術的手段