陳思　丁玉龍　肖云鵬

摘要：在半導體分析中產(chǎn)品可靠性測試的失效分析屬于具有挑戰(zhàn)性的部分，而且在產(chǎn)品的整個可靠性失效分析中物性失效前的預分析屬于極其重要的步驟，促使進行充分與合理的預分析，能夠對物性失效分析的成功率進行大幅度的提高。所以本文主要通過不同產(chǎn)品的可靠性測試的失效類型與機理，對常用的預分析方法與手段進行介紹，以及對預分析的重要作用進行闡述，促使在產(chǎn)品可靠性的失效分析中對預分析進行融合，從而確保對產(chǎn)品可靠性測試失效的效果進行大幅度的提高。

關鍵詞：產(chǎn)品;可靠性;測試;失效;預分析

由于可靠性測試具有一定的特殊性，因此其失效的樣品比普通測試失效樣品更加寶貴，一般情況產(chǎn)品可靠性測試具有較長的周期，最長的時間可達到兩個月，短的時間也可能是幾天。但是并不會具有較多的失效樣品數(shù)量，有時甚至只有一個，所以在很長時間內(nèi)才得到少量的失效樣品，不僅能夠對工藝改進、可靠性表現(xiàn)進行大幅度的提升，也能夠對客戶的需求進行充分的滿足。同時產(chǎn)品可靠性測試具有不同的項目，不同的項目具有不同的失效機理，確保結合不同的測試項目，對不同的失效預分析手段進行運用，從而對產(chǎn)品可靠性失效分析的成功率進行大幅度的提高。

一、產(chǎn)品可靠性測試的分類

集成電路產(chǎn)品的可靠性測試可以劃分為兩種，主要評估芯片相關的產(chǎn)品可靠性項目與產(chǎn)品封裝相關的項目，主要評估芯片相關的產(chǎn)品可靠性項目主要為早夭率測試、忍耐力測試、高溫使用壽命測試、靜電放電測試、數(shù)據(jù)保持力測試等。而且產(chǎn)品封裝相關的項目主要為，高壓鍋測試、溫度循環(huán)測試、溫度沖擊測試、高溫存儲測試溫濕度偏壓測試等。由于上述兩種主要根據(jù)評估對象劃分，因此封裝提供商極其重視封裝相關的測試項目，芯片制造商極其重視芯片相關的測試項目^[1]。所以在產(chǎn)品進行實際的測試過程中，可能通過進行封裝的相關測試，發(fā)現(xiàn)芯片可能具有相關的失效，但是還是需要結合失效分析對產(chǎn)品進行最終判定，確保恰當?shù)念A分析不僅能夠對部分的真相進行揭示，也能夠為最終的失效分析提供發(fā)展方向。

二、不同測試失效的預分析方法

（一）壽命測試類失效

壽命測試類失效主要是指老化與預燒等失效，因為壽命測試類失效不僅能夠對產(chǎn)品可靠性中核心的早夭率與使用壽命進行充分的體現(xiàn)，也能夠對在產(chǎn)品設計或者制造過程中的問題進行充分的反映，所以被廣泛的應用。同時壽命測試類失效最為常見的是功能性失效，可以通過功能測試機，對產(chǎn)品進行電性預分析，而且可以通過利用測試機的位圖功能，對邏輯芯片的內(nèi)建存儲單元，或者存儲器類失效進行精確的失效定位，也可以通過利用不同功能測試程序中的不同測試項目，對其他邏輯與混合信號芯片的失效模塊進行定位^[2]。并且在此類失效預分析中“什穆”屬于極其重要的一種工具，一般的功能測試機都可以對此功能進行提供，促使“什穆”通過對不同的測試條件進行掃描，對產(chǎn)品是否完全失效進行判斷，從而具備一定測試條件依賴性的部分失效，例如頻率依賴、電壓依賴等。

在產(chǎn)品的壽命測試過程中很有可能發(fā)生測試導致的過電應力，一般的電性測量會對開路或者短路進行發(fā)現(xiàn)，而且通過預分析對產(chǎn)品的外觀進行檢查，最為常見的現(xiàn)象，就是產(chǎn)品外觀具有被電流燒灼的痕跡，也有可能無明顯的癥狀，必須通過后續(xù)的物性分析，對產(chǎn)品的外觀進行判斷。同時一般情況在高溫電壓下對產(chǎn)品進行壽命測試，雖然可能會對一些封裝方面的失效進行加速顯現(xiàn)，例如焊點剝離、金線斷裂等，但是可以通過無損分析對這些問題進行發(fā)現(xiàn)。

（二）環(huán)境測試類失效

環(huán)境測試類失效主要是對產(chǎn)品封裝的可靠性進行評估，最為常見的失效模式為漏電、開路、短路、參數(shù)漂移等，以及根據(jù)產(chǎn)品的短路與開路，預分析對萬用表進行廣泛的應用。而且萬用表與電性曲線量測儀相比較，其使用方法更加快速簡單，能夠對失效進行更快的確認，以及對由于測試制具、管腳的接觸問題導致的錯誤判斷進行有效的排除。同時在對失效進行確認之后，就需要進行極其重要的無損分析，無損分析主要包含在電子元器件領域中，最為常用的兩種工具超聲波斷掃描儀與X射線透視儀。并且樣品局部缺陷所造成的吸收系數(shù)異常，會引起X射線透視像的局部發(fā)生異常，因此通過對其進行應用，能夠對封裝引線斷裂等問題進行發(fā)現(xiàn)。例如焊點意外、焊點剝離也可以通過使用其X射線，以及利用多角度的觀察被發(fā)現(xiàn)。其次在環(huán)境測試中的預處理所造成的分層問題，X射線透視檢測就無法對其進行有效的檢測，但是這屬于超聲斷層掃描儀的強項。因為超聲波斷層掃描儀能夠通過不同密度的兩種物質的界面，將超聲波反射的強弱成像，從而確保能夠對封裝中的空洞與分層進行發(fā)現(xiàn)。

結束語：

總而言之，通過對不同產(chǎn)品可靠性測試失效所使用的各種預失效分析方法進行闡述，例如X射線透視檢測、測試機位圖分析、電線曲線量測等，促使對失效樣品進行詳細的了解，確保更加利于樣品的制備、處理，不僅對失效分析的時間進行有效的縮短，也能夠對失效分析的成功率進行大幅度的提高。同時不需要對產(chǎn)品可靠性測試的失效樣品進行開蓋與物性分析，需要結合測試項目的特性，以及結合產(chǎn)品相關信息與失效模式，對樣品進行預分析。并且通過認真充分的預分析，不僅能夠對產(chǎn)品進行可靠性測試的失效，也能夠有效的對所有的失效樣品進行分析。

參考文獻

[1] 葉紅波，電能采集器可靠性試驗評估的研究[D].

[2] 劉云海，簡維廷，張榮哲，et al.產(chǎn)品可靠性測試失效的預分析[J].中國集成電路，2009，18（12）：51-55.