故障分析
故障分析 (FA) 涉及大量的分析方法和技術,可了解在 TI 產品製造或應用中可能發生的問題。我們的 FA 工程師或分析師精通設計、工藝、裝配和測試以及應用,並具備豐富的物理、電氣、化學和機械工程知識,因此能夠應對複雜的流程。
TI 擁有最先進的儀器和工程專業技術,可透過半導體與封裝分析來了解並解決問題。全球範圍內有分析實驗室,可支援 客戶退貨、可靠性故障、製造落塵和設計。這些實驗室包括許多用於單元分析、過程表徵、破壞性物理分析和構造分析的工具。我們的 FA 據點可自主運作,但需在全球各地的 TI 據點合作以分享資訊和資源。
故障分析程序
TI 的 FA 程序可透過簡便但精密的分析測量系統、工作台設備和各種其他技術,發現電氣和實物證據,從而清楚地識別故障原因。使用適當的設備和工作流程,確定故障原因的位置、在晶粒上進行隔離,並對其進行物理特徵分析。然後,FA 團隊與其他工程領域(產品、測試、設計、裝配和流程)合作,以作進一步分析。將進度、結果和結論傳達給支援流程的內部和外部聯絡人,以實作限制和/或消除故障原因的更改。
資訊審查、故障確認
客戶報告的故障文件對於高效 FA 至關重要,且必須經過 TI 客戶退貨流程,這有助於在退回裝置之前清楚詳細地描述裝置歷史記錄、使用情況、故障特性和任何分析結果。這些資訊將有助於調查並確保更及時地解決問題。
客戶報告故障時應包括的最少背景資訊集包括:
- 元件在 TI 收到前處理。拆卸和搬運元件時應採取預防措施,以確保不會發生電氣或物理損壞,並保持封裝可測試性。
- 客戶現場的故障歷史記錄和故障率。這是一款新產品,還是在此時段內發生了任何更改?
- 發生故障的應用條件。客戶電路圖能傳送至 TI 嗎?
- 應用程式的故障模式及其與退貨元件的關係。
FA 團隊審查 TI 的歷史資料庫,以提供更多的觀點和指導。審查所有資訊之後,形成了初步分析策略。應在進一步分析步驟之前確認通報的故障模式。與已通報故障模式具有良好相關性,可確保對任何後續發現的置信度。工作台測試設備,例如曲線記錄器或基於應用的工作台測試,以及生產級自動測試設備 (「ATE」) 可用於電氣表徵。
非破壞檢測
FA 本身為逆向工程,可能對返回的產品造成破壞。由於將至少銷毀部分封裝以暴露晶片,因此首先要執行非破壞技術,以觀察封裝或與組裝相關的故障機制。TI 最常用的技術是聲學顯微鏡和射線 (XRAY) 檢查,以尋找內部組裝或成型異常。
內部檢查
TI 將進行內部光學檢查,檢查是否有任何明顯的組裝異常或晶圓製造問題。還建議進行再次測試以確定故障模式是否已更改。
全局隔離
在許多情況下,TI 的內部檢查無法揭示明顯的故障機制。根據技術和可測試性級別,FA 實驗室將使用一種或多種技術來隔離故障部位。這些技術的大多數都試圖觀察故障部位的屬性,例如散熱或光子放射。
局部隔離
將故障部位局部隔離到晶粒上的塊或單個節點是常見步驟,但卻是關鍵的步驟。然而,這也可能很耗時。在大多數情況下,需要進行廣泛的內部探測,且通常要反復進行,通過逐層處理進行逆向處理。逆向處理是一次去除一層晶粒的過程,這可能需要溼化學、乾電漿蝕刻和機械拋光技術來揭示底層結構。由於這一過程的破壞性和可能遺失重要資訊,適當的技術至關重要。在此過程中,FA 分析員會執行探究和其他特定技巧,以突出潛在的異常情況。從探測的角度來看,使用佈局/電路圖導航工具和聚焦離子束 (FIB) 來輔助元件和電路隔離。
故障部位分析
將故障部位局部隔離到晶粒上的塊或單個節點是常見步驟,但卻是關鍵的步驟。然而,這也可能很耗時。在大多數情況下,需要進行廣泛的內部探測,且通常要反復進行,通過逐層處理進行逆向處理。逆向處理是一次去除一層晶粒的過程,這可能需要溼化學、乾電漿蝕刻和機械拋光技術來揭示底層結構。由於這一過程的破壞性和可能遺失重要資訊,適當的技術至關重要。在此過程中,FA 分析員會執行探究和其他特定技巧,以突出潛在的異常情況。從探測的角度來看,使用佈局/電路圖導航工具和聚焦離子束 (FIB) 來輔助元件和電路隔離。
報告結論
分析完成後,將在書面報告中記錄工作,說明物理異常與故障模式之間的關係,且包括用於分析根本原因的充足文件。