震撼揭秘！EOS災(zāi)難性燒毀竟導(dǎo)致這種后果

隨著半導(dǎo)體制程技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)、操作電壓越來(lái)越低以及系統(tǒng)功能越來(lái)越復(fù)雜，導(dǎo)致EOS更容易竄到系統(tǒng)內(nèi)部，使得損壞面積加大。多年來(lái)，EOS一直是科技產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品故障率最高的原因之一。

本篇美信檢測(cè)將通過(guò)專(zhuān)業(yè)的檢測(cè)與分析判斷該案例失效現(xiàn)象并尋找出其失效的根本原因，并提出有效的解決方案，提高產(chǎn)品的長(zhǎng)期可靠性。通過(guò)檢測(cè)分析發(fā)現(xiàn)竟與EOS燒毀有著極大的關(guān)系！

背景

某IC在使用一段時(shí)間后失效，主要表現(xiàn)為VCC對(duì)PGND ，SW對(duì)PGND之間電壓不達(dá)標(biāo)?，F(xiàn)對(duì)4pcs PCBA(OK)、1pc開(kāi)封后的NG單體芯片，4pcs PCBA（OK）進(jìn)行分析，查找NG原因。

測(cè)試分析

1 外觀檢查

對(duì)NG PCBA上的芯片、NG單體芯片及功能正常PCBA上芯片進(jìn)行外觀檢查，結(jié)果顯示：NG PCBA上芯片表面絲印清晰，未發(fā)現(xiàn)有明顯碰撞痕跡、裂紋等異常，基本排除芯片遭受外力撞擊導(dǎo)致失效。

2 X-ray檢查

用X-ray對(duì)PCBA上的芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，檢查發(fā)現(xiàn)：NG PCBA上芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)與OK PCBA上芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本一致，未發(fā)現(xiàn)明顯的異?，F(xiàn)象。

3 超聲掃描

取下NG PCBA上芯片進(jìn)行超聲掃描，檢查結(jié)果顯示：NG芯片內(nèi)部界面未發(fā)現(xiàn)明顯的分層現(xiàn)象。

4 半導(dǎo)體特性測(cè)試

為確認(rèn)4ps PCBA（NG）上芯片是否存在異常，對(duì)PCBA-1(NG)、PCBA-2(NG)上取下后的芯片進(jìn)行半導(dǎo)體特性測(cè)試，對(duì)PCBA-3(NG)、PCBA-4(NG)上芯片進(jìn)行在板半導(dǎo)體特性測(cè)試。

測(cè)試結(jié)果顯示：

（1）PCBA-1(NG)上芯片SW-PGND之間存在輕微漏電現(xiàn)象；

（2）PCBA-2(NG)上芯片SW-PGND、VCC-PGND之間存在輕微漏電現(xiàn)象；

（3）PCBA-3(NG)上芯片在板SW-PGND、VCC-PGND、Vin-PGND、FB-PGND之間存在明顯漏電；

（4）PCBA-4(NG)上芯片在板SW-PGND、VCC-PGND、FB-PGND之間存在明顯漏電。

（紅線為NG半導(dǎo)體特性曲線，藍(lán)線為功能OK半導(dǎo)體特性曲線）

5 定位分析

為確認(rèn)失效PCBA上芯片具體的NG位置，對(duì)PCBA-3(NG)上芯片、PCBA-4(NG)上芯片進(jìn)行在板定位。

定位結(jié)果顯示：（1）PCBA-3(NG)上芯片、PCBA-4(NG)上芯片內(nèi)部都發(fā)現(xiàn)異常點(diǎn)，如圖9為PCBA-4（NG）定位形貌圖；（2）2pcs NG芯片異常位置為同一個(gè)位置，說(shuō)明都為同一種失效模式的失效；（3）OK芯片該位置未發(fā)現(xiàn)異常點(diǎn)。

6 開(kāi)封觀察

為確認(rèn)NG表面是否存在明顯燒毀現(xiàn)象，對(duì)PCBA-2(NG)、PCBA-3(NG)、PCBA-4(NG)、OK芯片進(jìn)行開(kāi)封觀察。

開(kāi)封結(jié)果顯示：NG芯片表面都未發(fā)現(xiàn)明顯裂紋、燒毀等異?，F(xiàn)象。

7 去層

前面分析可知： 定位發(fā)現(xiàn)芯片內(nèi)部存在異常熱點(diǎn)，但芯片表面未發(fā)現(xiàn)明顯異常，因此使用化學(xué)方法去除2#3#4# PCBA（NG），OK PCBA表面金屬層觀察芯片襯底形貌。

去層結(jié)果顯示：

（1）2#3#4# PCBA（NG）襯底部位都發(fā)現(xiàn)燒毀的現(xiàn)象，燒毀位置比較固定應(yīng)屬于同一個(gè)功能區(qū)；

（2）通過(guò)SEM放大觀察發(fā)現(xiàn)燒毀區(qū)域主要表現(xiàn)為芯片內(nèi)部走線燒毀斷裂，因此判斷應(yīng)屬于EOS燒毀。

結(jié)論與建議

總結(jié)：

芯片NG的原因?yàn)镋OS燒毀導(dǎo)致的芯片漏電失效。

建議：

排查芯片EOS來(lái)源。

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