主要失效分析仪器和主要参数.ppt

失效分析用主要设备的作用和参数,元器件失效分析,2,形貌（显微形貌）观察设备 电参数测试设备 （包括一些电参数测试的辅助性设备） 化学成分和组成分析设备 其它专项检测设备 其它辅助性设备,相关参数用什么仪器、设备来测试 仪器、设备的极限能力,?,3,4,光学显微镜,体视显微镜（反射式和透射式） 特点：放大倍数较低；景深大，立体感强。 用途：器件的外观及失效部位的表面形状、尺寸、组织、结构和缺陷等观察；有时候用于微探针的测试。 放大倍数（目镜物镜）：6.380倍 金相显微镜 特点：放大倍数较高；景深小，空间分辨率低，微米以下观察困难；放大倍数不连续。 用途：器件外观局部位置显微检查（体视显微镜基础上）；器件失效点（形貌）的放大检查。放大倍数（目镜物镜） ：502000倍,5,声学显微镜(CMode Scanning Acoustic Microscope),特点：C-SAM是一种反射式扫描声学显微镜，利用超声脉冲探测样品内部微观状态（无损检测）在C-SAM的图像中，与背景相比的衬度变化构成了重要的信息，在有空洞、裂缝、不良粘接和分层剥离的位置产生高的衬度，因而容易从背景中区分出来。 性能： 扫描声学显微镜频率范围为1500MHz，空间分辨率可达0.1um，能完成超声波传输时间测量、纵向截面成象，X/Y二维成象和三维扫描与成象。 用途：电子元器件、材料及PCB/PCBA内部各种缺陷（如裂纹、分层、夹杂物和空洞等）。,6,扫描电子显微镜,特点：对样品的任何细微结构及其它表面特性放大进行观察和分析。缺点是样品处于真空环境下，在高电压下还需解决样品表面钝化层的荷电问题。 性能：分辨率高，可以达到1.5nm或更高；放大倍数从几倍到几十万倍，连续可调；便于跟踪寻找缺陷并建立微观形貌与宏观形貌之间的关系；景深大，有较强的立体感，适合观察断口等类型的粗糙表面。 用途：用于失效定位和缺陷分析；如观察芯片表面的缺陷、结构。配合X射线能谱仪，可同时进行成分分析。,7,聚焦离子束系统（FIB）,用途：在失效分析中主要用作线路修补和局部验证；主要有三个作用：1)剖面制作 2)电路连线 3)底层的探测通孔制作。 聚焦离子束的分辨率可以达到5nm，最小线宽度0.13um，能进行150mm以上圆片加工与分析；加速电压范围一般530KV。,8,X-Ray透视系统（FEINFOUS FXS-160.40）,特点和性能： 被测物体最大尺寸：610mm460mm 扫面区域： 610mm460mm 图像解析度：1um X-Ray管高压：0160KV X-Ray管电流：01mA 最大几何放大倍率：636倍 观测方向与垂直方向倾斜角度：060 图像感应器水平面可旋转角度：0360 被测物最大重量：5kg 用途： 样品内部结构、多余物；PCBA板焊点（焊接空洞、间距的测量）等的检查。,9,常规电参数测试设备,10,LCR参数分析仪,特点和性能： 工作频率：110MHz；可以设定的直流偏压：0200V（外置）；交流电压01Vrms；电阻、电容和电感测试精度0.05；损耗精度为0.0005。 用途：主要用于测试阻、容和感的容量、损耗、阻抗、电感、电阻、品质因素和导纳等。,11,漏电流测试仪,特点：施加一定的电压，测试（或监测）样品的漏电流状态。 性能：电压范围：0650V；电流范围1uA30mA；可以调整的时间199s。 用途：用于测试电容器（如电解电容器）的漏电流。,12,耐压测试仪,特点和性能：电压范围：010KV；可设定限流模式。可设定时间范围099s；漏电流最大设定值100mA。 用途：主要用于对样品（电容器、塑料）介质层耐压强度测试；整机的电绝缘性能测试。,13,全集成数字多路跟踪曲线分析仪（A2R4-324）,性能和特点：控制开关矩阵进行正确的连接，再加电源激励，通过测量单元对响应信号进行测量。电压范围：15V+15V；最大电流为1A；最大测量管脚数为324个； 用途：用于对集成电路的电参数测试；可以测试器件的端口特性、静态参数、闩锁测试和IDD。注意：需要夹具支持。,14,数字集成电路测试系统,特点和性能：最大管脚数：64pin； 可以提供功能测试、交流参数测试和直流参数测试；定时精度10ns；最高测试速度5MHz；主要测试方式包括合格/不合格方式（Pass/Fail）、数字记录方式（Data Log）。 用途：对各类（TTL、NMOS、CMOS）大、中、小规模数字集成电路进行动态功能、直流参数以及交流参数的测试。,15,晶体管图示仪,用于检测样品端口静态特性。可测试的半导体器件包括二极管、晶阀管、MOSFET、双极晶体管、光电器件和JFET等。 可加、晶至1500V 电压，电流 1nA/DIV-200mA/DIV ；中功率的测试范围（最大20A/2KV）。,16,半导体参数测试分析仪器（4155）,三种基本的半导体测量：I，I-V，和准静态的C-V； 可编程电压源：100V可编程源/函数发生器，100V可编程直流电压源 基本精度：0.5%高分辨率：1fA准静态C-V：0.11999pF,dc电压斜率1mV/s1V/s，增量为1mV/s,4145,17,微波分析设备（矢量网络分析仪、频谱分析仪、模拟信号源）,矢量网络分析仪 微波器件/子系统测试 频率范围：30K6GHz 输出功率：8510dBm,频谱分析仪 用于测量微波振荡器、谐波发生器等器件的测试 频率范围：3Hz26.5GHz 解调带宽：80MHz 幅度平坦度：0.1 相位平坦度：0.7,18,模拟信号源,作用：为被测件提供250kHz20GHz频率范围的模拟信号 特点 频率范围：250kHz20GHz 最大输出功率：20dBm 分辨率：所有扫描方式0.01Hz 外部基准频率：1，2，2.5，5，10MHz（在0.2ppm以内）,19,化学成分和组成分析设备,20,X射线能谱仪,特点：能谱仪除了分析速度快，可做定量计算外，还可以选择不同的方式进行分析，即可选点、线及区域进行分析，还可做不同元素的面分布图（mapping）。 性能：检测极限0.1；可分析的元素范围从B5U92，在Fe55的分辨率可达135eV，相对的检测灵敏度高达10E4数量级；可做定量分析。 用途：分析材料、污染物等的化学成分（超轻元素除外） 。,21,红外光谱仪（TENSOR27）,特点：光谱范围7500/cm370/cm、分辨率优于1/cm外光谱 用途：分析有机物的成分，但是目前很多有机物都不能明确知道是何种物质，失效分析中常用于失效品和良品的对比分析。,22,离子色谱分析仪（DX500）,特点：先进的阴、阳离子痕量测试仪，10min内完成分离与检测。 用途：阴、阳离子的测定。失效分析中常用于对PCBA或组件上各种阴离子浓度的测定。测试的离子包括卤素离子、硝酸根离子、硫酸根离子等。,23,其它专项检测设备,24,内部气氛分析仪,用途：失效分析中主要用于检测电子元器件、电真空器件的内部水汽及其它气氛。 性能： 检测范围：1512 （原子量）； 主要气氛：水汽、氮气、氧气、氩气、氢气、二氧化碳；准确率：5以内；水汽检测灵敏度：110E7,25,检漏设备（氦气氟油加压检漏装置 、氦质谱检漏仪 ）,用途：用于对有密封要求的元件、器件进行密封性测试； 包括两个部分：粗检漏和细检漏部分。 特点：样品的大小、相关的测试标准。粗检漏主要注意样品的耐受温度不能小于125。,26,粒子碰撞噪声检测仪,用途：用于检测元器件重松散微粒，如集成电路、混合电路、晶体管、继电器和开关等等。 特点：频率范围 25250Hz，正弦 其它震动方式：有限随机震动，频率75Hz400Hz。 样品重量：整个范围中最大重量为400g，60Hz时最大为500g。 震幅:0.1到25.50“G”峰值,27,多功能焊接强度测试仪（DAGE400）,用途：主要用于IC芯片上芯片粘结状态、键合线键合状态的评价；主要测试项目包括：键合强度试验、芯片剪切强度试验和BGA焊球剪切力试验。 相关参数：测试精度为各传感器的各测试满量程的正负百分之0.25。 传感器包括Wire Pull传感器3个（100g 、1kg 、10kg)、die shear传感器2个(5kg 、100kg)；ball shear传感器1个(250g),28,静电测试仪,特点和性能：HBM（人体模型），MM（机器模型），CDM（带电器件放电模型） 1）MK.2 SE：该仪器包括HBM、MM、Latch-Up（闩锁测试）三大模型；支持最高试验引脚数为768Pin，HBM支持最高试验电压为8000V，MM支持最高试验电压为2000V；闩锁测试。 2）7/2型：该仪器只能进行HBM试验，支持最高试验引脚数为128Pin，最支持最高试验电压为：8000V。 3）RCDM3：该仪器只能进行CDM试验，最支持最高试验电压为：4000V。 用途：对各类器件进行抗静电能力的评价。,MK2,RCDM,29,红外热象仪,型号：InfraScope 主要检测电子产品温度分布 适用于功率模块、 SMA、功率元器件、电子组件等电子产品的温度探测，通过检测验证产品的热性能，进而优化产品设计和改进工艺。最高温度探测灵敏度达到0.1摄示度，最高空间分辨率达到5um。,30,其它辅助性设备,31,塑封器件喷射腐蚀开封机,特点：用于对塑封器件的封装进行局部开封，暴露内部芯片表面但保留芯片、管脚、内引线和压焊点的完整性能。 用于暴露塑料封装器件的芯片，以便于进行芯片表面的电测和形貌观察。,32,反应离子刻蚀机,特点和性能：工作气体为氧气和氮气；腐蚀速度快，均匀性和重复性好；等离子腐蚀各向同性，腐蚀后金属化层与介质层间的接触面积减少，金属化层容易脱离介质层。 用途：在失效分析中主要用于去出芯片表面的钝化层（掺杂硅膜层和氮化硅膜层）。 刻蚀气体，如： CF4, O2, N2, Ar, CHF3, SF6。,33,研磨/抛光机,34,环境试验设备,