故障解析

TI の FA (故障解析) プロセスは、直接的で洗練された解析測定システム、卓上機器、他のさまざまな手法を通じて、故障の原因の明確な識別につながる電気的および物理的な証拠を発見します。適切な機器と作業プロセスを使用して、故障原因の場所を特定し、ダイ上での切り分けを行い、物理的な特性を評価します。その後、FA チームは他のエンジニアリング部門 (製品、試験、設計、アセンブリ、プロセス) と協力して解析を進めます。これらのプロセスを支援する社内外の連絡先に対して、進捗状況、結果、結論を伝え、故障の原因を抑制および / または排除するための変更を実施します。

お客様から報告される故障関連資料は、効率的な FA (故障解析) にとって非常に重要であり、 TI のお客様返却プロセスを通じてご提出いただく必要があります。資料には、デバイスの履歴、使用状況、故障の特性、デバイスを返却する前に明らかになった解析の発見事項に関する明確かつ詳細な説明を含めます。この情報は、調査に役立ち、より適切な時間枠で問題を解決することにつながります。

故障を報告するときにお客様が記載することが望まれる、最小限の一連の背景情報は次のとおりです。

1. TI が受け取るまでに部品に対して実施した取り扱い。部品を取り外し、取り扱う際には、電気的または物理的な損傷が生じないように、また、パッケージがテスト可能な状態に維持されるように、注意を払う必要があります。
2. お客様における故障履歴と故障率。これが新しい製品か、それともこの時期に何らかの変更を加えたか？
3. 故障が発生したときのアプリケーションの条件。お客様の回路図を TI に提出することが可能かどうか？
4. アプリケーション上の故障モードと、返却された部品との関連。

FA チームは、TI の履歴データベースを参照し、付加的な見解とガイダンスを提供します。情報全般を検討した後、初期解析の方針を確定します。追加の解析手順を行う前に、報告された故障モードを確認 (再現) する必要があります。報告された故障モードとの適切な関連付けを行うことで、その後の所見の信頼性が保証されます。カーブ トレーサーのような試験機器や、アプリケーション ベースの試験機器、また生産レベルの自動化試験機器（automatic test equipment、'ATE）を使用して、電気的特性評価を行うこともあります。

FA (故障解析) 自体はリバース エンジニアリングであり、返却された製品に対する破壊評価を実施することもあります。ダイを露出させるために少なくとも部分的にパッケージを破壊することになるので、パッケージやアセンブリに関連する故障メカニズムを観察するために、最初は非破壊試験を実施します。TI が採用している最も一般的な手法は、パッケージ内部のアセンブリやモールド工程での異常を見分けるための超音波顕微鏡法と放射線 (X 線) 検査です。

TI は内部光学検査を実施し、明らかなアセンブリ異常やウェハ製造の課題の有無を確認します。故障モードが変化したかどうかを判定するために、再試験も推奨されます。

多くの場合、TI の内部検査だけでは明確な故障メカニズムは明らかになりません。テクノロジーと試験可能性のレベルに応じて、FA ラボは故障サイト (発生場所) を切り分けるために 1 つまたは複数の手法を使用します。このような手法の多くは、熱放出や発光など、故障サイトの特性を観察することを試みます。

故障サイトを、ダイ上の単一ブロックや単一ノードなどに局所的に切り分ける手法は一般的ですが、重要な手順です。ただし、これらの作業には時間がかかる場合もあります。ほとんどの場合、包括的な内部プローブ作業が必要で、一般的に各層ごとの剥離を伴う反復作業になります。剥離処理（deprocessing）とは、一度にダイの 1 層を取り除くプロセスであり、下層の構造を露出させるために、化学薬品溶液、ドライ プラズマ エッチング、および機械的研磨手法を使用することがあります。このプロセスの破壊作業上の性質と、重要な情報を失う可能性があることから、正しい手法を選択することが不可欠です。このプロセスを実行している間、FA アナリストは、プローブ作業や、潜在的な異常を明らかにするための他の特定の手法を実施します。プローブ作業の観点からは、レイアウト / 回路ナビゲーション ツールや集束イオン ビーム（focused ion beam、FIB）を使用して、コンポーネントと回路の切り分けを支援します。

故障サイトを、ダイ上の単一ブロックや単一ノードなどに局所的に切り分ける手法は一般的ですが、重要な手順です。ただし、これらの作業には時間がかかる場合もあります。ほとんどの場合、包括的な内部プローブ作業が必要で、一般的に各層ごとの剥離を伴う反復作業になります。剥離処理（deprocessing）とは、一度にダイの 1 層を取り除くプロセスであり、下層の構造を露出させるために、化学薬品溶液、ドライ プラズマ エッチング、および機械的研磨手法を使用することがあります。このプロセスの破壊作業上の性質と、重要な情報を失う可能性があることから、正しい手法を選択することが不可欠です。このプロセスを実行している間、FA アナリストは、プローブ作業や、潜在的な異常を明らかにするための他の特定の手法を実施します。プローブ作業の観点からは、レイアウト / 回路ナビゲーション ツールや集束イオン ビーム（focused ion beam、FIB）を使用して、コンポーネントと回路の切り分けを支援します。