電話:深圳市訊科檢測技術(shù)服務(wù)有限公司
電話:15017918025
微信:kuangbiao4392
QQ:723784608
地址:深圳市寶安區(qū)航城街道強(qiáng)榮東工業(yè)區(qū)

美國FCC認(rèn)證、日本PSE認(rèn)證、歐盟CE認(rèn)證、中國強(qiáng)制CCC認(rèn)證、德國TüV認(rèn)證
印度BIS認(rèn)證、韓國KC認(rèn)證、國際電工委員會(huì)CB認(rèn)證等

你有沒有遇到過這種情況?辛辛苦苦設(shè)計(jì)好的電路板,或者剛采購回來的芯片,一上電就罷工了。你拿著萬用表測了測電壓,用示波器看了看波形,發(fā)現(xiàn)好像都正常,但設(shè)備就是反復(fù)重啟,或者偶爾數(shù)據(jù)出錯(cuò)。這時(shí)候,你心里肯定在犯嘀咕:這芯片到底壞沒壞?壞在哪里?你是不是覺得,只要做個(gè)常規(guī)的開短路測試、電壓測量,就能找出問題根源?那你可能就大錯(cuò)特錯(cuò)了。今天,我們要跟你好好聊一聊,為什么在芯片故障排查時(shí),你不能只依賴基礎(chǔ)檢測,以及 半導(dǎo)體常規(guī)檢測與專業(yè)失效分析差別在哪?芯片故障排查別只做基礎(chǔ)檢測!

首先,我們來定義一下什么是“半導(dǎo)體常規(guī)檢測”。假設(shè)你手頭有一批芯片需要篩選,常規(guī)檢測就像是一道安檢門。它主要做的事情包括:外觀檢查(看有沒有劃傷、引腳歪斜)、電參數(shù)測試(比如測一下靜態(tài)電流、IO口的高低電平閾值)、基本功能測試(看能不能正常讀寫寄存器)。這些檢測通常速度快、成本低,適合在大規(guī)模生產(chǎn)中對(duì)批次產(chǎn)品進(jìn)行快速篩選。聽起來很熟悉吧?很多工程師在日常調(diào)試中,也習(xí)慣用這套方法來排查故障。
但是,當(dāng)你的芯片真的出了“疑難雜癥”時(shí),比如:設(shè)備在高溫下偶爾死機(jī)、功耗異常偏高但功能又好像正常、或者芯片用了幾個(gè)月后開始無故失效,這時(shí)候常規(guī)檢測就完全不夠用了。這就像一個(gè)人總是頭痛,你只給他量體溫,體溫正常就說他沒病,這顯然不合理。你需要的是詳細(xì)的醫(yī)學(xué)檢查,比如腦部CT或者核磁共振。在半導(dǎo)體領(lǐng)域,這個(gè)“CT”就是專業(yè)失效分析。那么,半導(dǎo)體常規(guī)檢測與專業(yè)失效分析差別在哪?芯片故障排查別只做基礎(chǔ)檢測! 核心區(qū)別在于:常規(guī)檢測告訴你“有沒有病”,而失效分析告訴你“病在哪、病因是什么”。
讓你更直觀地理解,假設(shè)你發(fā)現(xiàn)一顆芯片的某個(gè)引腳對(duì)地短路了。常規(guī)檢測能立刻告訴你“這個(gè)引腳有問題”。但你拆下芯片換一顆新的,問題可能暫時(shí)解決了。過幾天,同樣的引腳短路再次發(fā)生。這時(shí)候,如果你還是只做常規(guī)檢測,你永遠(yuǎn)不會(huì)知道問題的根源。專業(yè)的失效分析會(huì)怎么做呢?它會(huì)用X射線透視看看內(nèi)部走線有沒有被燒斷,用紅外熱像儀定位發(fā)熱點(diǎn),甚至用掃描電子顯微鏡(SEM)去觀察芯片內(nèi)部金屬層的微觀結(jié)構(gòu),看看有沒有金屬遷移(類似金屬“長出晶須”)或者靜電放電(ESD)導(dǎo)致的損傷。只有找到這個(gè)微觀的物理損傷點(diǎn),你才能判斷是設(shè)計(jì)問題、工藝問題還是使用環(huán)境問題,從而從根本上解決故障。
再比如,你遇到一個(gè)非常棘手的問題:芯片在低溫下工作正常,但一到65度就頻繁復(fù)位。你用示波器抓了電源軌,紋波正常;你用邏輯分析儀測了通信總線,波形也干凈。常規(guī)檢測告訴你——“一切正?!薄5忝髅髦涝O(shè)備出了問題。這時(shí)候,半導(dǎo)體常規(guī)檢測與專業(yè)失效分析差別在哪?芯片故障排查別只做基礎(chǔ)檢測! 這個(gè)問題的答案就變得無比關(guān)鍵。專業(yè)失效分析人員會(huì)考慮:是不是封裝材料的熱膨脹系數(shù)不匹配,導(dǎo)致高溫下焊點(diǎn)虛焊?是不是芯片內(nèi)部的某個(gè)敏感電路對(duì)溫度漂移特別敏感?他們會(huì)通過溫度循環(huán)試驗(yàn)、聲學(xué)掃描顯微鏡(檢測芯片內(nèi)部空洞或分層),甚至對(duì)芯片進(jìn)行“開蓋”處理,然后用激光激勵(lì)去精準(zhǔn)定位故障點(diǎn)。沒有這些深度分析,你就算換一百顆芯片,問題也永遠(yuǎn)存在。
你可能還會(huì)問:“我平時(shí)做設(shè)計(jì)調(diào)試,遇到芯片不工作,我測測供電、測測時(shí)鐘、測測復(fù)位,這難道不是最基本的排查嗎?”當(dāng)然,這是必須做的第一步,就像警察辦案要先走訪現(xiàn)場一樣。但請(qǐng)記住,基礎(chǔ)檢測是“排除法”,而不是“確診法”。當(dāng)你完成了基礎(chǔ)檢測,確認(rèn)了外部電路沒有問題,并且故障現(xiàn)象依然存在時(shí),你就必須面臨那個(gè)問題——半導(dǎo)體常規(guī)檢測與專業(yè)失效分析差別在哪?芯片故障排查別只做基礎(chǔ)檢測! 如果你停在了這一步,你可能會(huì)陷入無限循環(huán)的“換芯片、試運(yùn)氣”的怪圈。而專業(yè)失效分析能幫你直接跨越這個(gè)怪圈,直接定位到芯片內(nèi)部可能是“gate oxide breakdown”(柵氧擊穿)還是“body diode damage”(體二極管損壞)。
最后,我們來總結(jié)一下,作為工程師的你,該如何看待這兩種檢測。常規(guī)檢測是你的“日常體檢”,適合批量產(chǎn)線和進(jìn)廠檢驗(yàn)。但當(dāng)你面對(duì)失效分析時(shí),請(qǐng)你務(wù)必放棄“走捷徑”的心態(tài)。別再想著用萬用表和示波器解決一切問題。專業(yè)失效分析是它的“專家門診”,專門應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜的、偶發(fā)的、早期失效的“疑難雜癥”。下次當(dāng)你的芯片再次“鬧脾氣”,而基礎(chǔ)檢測又查不出原因時(shí),請(qǐng)你停下來,認(rèn)真思考一下半導(dǎo)體常規(guī)檢測與專業(yè)失效分析差別在哪。記?。盒酒收吓挪閯e只做基礎(chǔ)檢測!否則,你浪費(fèi)的不只是時(shí)間,還有整個(gè)項(xiàng)目的交付周期和你的職業(yè)信譽(yù)。