六个步骤层层排查,探明这枚SN6505BDBVT上机短路的真相

日期:2022-09-01 16:01:00浏览量:1027标签:集成电路X-Ray检查开盖检查电特性分析外观检查失效分析


图片1.png


集成电路上机失效,原因复杂多样,常见原因有:制造工艺缺陷、环境因素、SMT工序、产品的设计缺陷、EMC开云棋牌官方正版网站是什么软件 设计、过压过流、静电(ESD)损坏等。

本次案例,客户端反馈手中一批SN6505BDBVT驱动器上机贴片后出现输出不良情况,不良率仅为0.1%(失效品仅1颗)。一枚成熟的产品发生如此失效问题,客户先求助FAE对前端排查,结果并未发现相关设计、外围元器件以及焊接等方面存在异常。既然从电路方面查不出原因,客户就寻求我们开云全站体育 的帮助,希望从元器件本身入手,查明原因所在。

图片2.png


除了失效样品(编号为B1#),客户还提供了一颗良品(编号为A1#)以供对比分析。至于失效的原因是什么,您可以先猜一猜,再跟随我们一起经由测试,来验证您的想法。

测试过程

步骤1:外观检查

目的:对收到的样品进行外观检查,确认器件封装丝印是否完整,是否有重新打磨翻新等痕迹,塑封体表面是否存在明显破损、引脚完整性等基本信息。

检测结果:对所提供样品进行检查,不论是良品(A1#还是失效品B1#)均未发现二次涂层、丝印重新打磨的痕迹。另外,良品和失效品引脚尾端均发现助焊剂残留的痕迹,表明这两颗芯片确实都是上过机的。

图片3.png



步骤2:电特性分析

目的:为了复现产品的失效问题,对好坏样品的寄生二极管特性部分进行测量,确认输出端是否有明显损坏。

器件引脚说明图


图片4.png

测试条件:将失效品(B1#)接入电路并连接示波器,显示屏横轴每个栅格表示电压为0.5V纵轴每个栅格表示电流为0.5mA。

结果:通过与良品电特性分析比对,确认器件的失效品D2对GND之间二极管特性曲线图像为短路模式,由于D2为输出端,当MOS器件的D2漏极输出端对地之间短路时,输出端大部分电流以衬底(GND)的方向泄漏,导致电平直接被拉低。

图片5.png

步骤3:X-Ray检查

目的:确认存在短路之后,利用X-Ray探查元器件内部结构是否存在异常,来验证失效是否因为封装问题所引起。

测试结果:经过比对良品与失效品内部图像,并未发现封装内部结构、键合丝和die上存在明显异常。为探明失效原因,下面就必须进行破坏性测试。


图片6.png


步骤4:开盖检查

目的:开盖检查失效品(B1#die上是否存在工艺缺陷与烧毁迹象。

测试结果:经金相显微镜检查,die上未发现异常现象。


图片7.png



步骤5:热点分析(OBIRCH

目的热点分析的原理,是用激光在芯片表面扫描,激光束的能量会被芯片吸收转化为热量。若芯片存在缺陷,则缺陷处的能量将不会被传导和分散,从而导致缺陷处温度升高,并使阻值变化。

在扫描同时对芯片施加一定的电压和电流,在缺陷处就会引起电压和电流的变化。通过将激光扫描到温度变化的位置,与电压和电流发生变化的位置相叠生成图像,就可以定位热点。

热点分析可有效探查芯片中金属线的空洞、通孔下的空洞,通孔底部高电阻区等,也能有效检测短路或漏电。在X-Ray和开盖都没有发现异常的情况下,就要看进行热点分析能不能为我们打开局面。

测试条件的评估:为了避免二次损坏,分析评估后对D2-GND之间的上电要求选定如下:测试电压为0.10V,电流为2.45mA,分别在5.0x和20.0x的倍率下测试。

测试结果:热点分析失效样品(B1#),在5.0x和20x倍率下,观察到die局部存在两处热点。接下来的工作,就是要在die之中,锁定它们的具体位置。


图片8.png


步骤6:去层分析

目的:由于引发芯片失效的缺陷点往往发生位于芯片下层的结构,因此有必要对热点分析发现的热点区域进行去层分析,来锁定样品缺陷点的具体位置。

分析结果:对失效品(B1#)热点分析异常区域进行去层分析,去层Solder、TM、M2时均未发现明显异常,进一步去层到M1时发现明显烧熔痕迹。探明芯片内损伤的点之后,我们就可以进一步分析,得出失效原因的最终结论。

去层分析步骤1—Die_Solder:在此层未发现异常


图片9.png

去层分析步骤2—Die_TM:在此层未发现异常


图片10.png

去层分析步骤3—Die_M2:在此层未发现异常


图片11.png

去层分析步骤4—Die_M1:在此层发现金属线烧熔点


图片12.png

分析总结和改善建议

分析过程:客户端反馈型号SN6505BDBVT驱动器上机贴片后出现输出不良,不良率仅为0.1%(失效品1颗)。对客户端提供的失效样品进行I-V特性曲线量测,确认输出端D2与GND之间表现为短路。

为了探究短路的最终原因,我们对此样品进行X-Ray和开盖检查,结果未发现任何异常,进一步通过OBRICH侦测和去层分析后,在M1局部发现了明显烧毁痕迹,最终根据M1烧毁形貌特征,确认失效机理为ESD损伤。

结论:综上分析SN6505BDBVT驱动器客户端反馈输出不良的原因为ESD损伤导致D2与GND之间损坏,从而间接或直接导致芯片短路失效。

建议:优化电网保护设计,注意防静电措施。在特殊条件下,可以参考器件的ESD防控指标进行试验,进一步确保整机产品具备完善的抗干扰能力。一旦物料出现失效情况,推荐您寻求专业IC检测机构的帮助排查出失效原因

创芯在线检测中心——您的首选IC检测专家


相关阅读
五月芯资讯回顾:原厂涨价函不断,疫情影响供应链
五月芯资讯回顾:原厂涨价函不断,疫情影响供应链

刚刚过去的五月,全球多地疫情反弹,大宗商品涨价延续,IC产业链毫无意外,缺货涨价仍是主旋律。下面就来梳理一下过去的一个月,业内都有哪些值得关注的热点。

2021-06-04 11:16:00
查看详情
image
马来西亚管控延长,被动元件又悬了?

自五月以来,马来西亚疫情不断升温,每日新增确诊高峰曾突破9000例。严峻形势之下,马来西亚政府于6月1日开始执行为期半个月的全面行动管制。在这之后,每日新增病例呈现下降趋势。

2021-06-18 15:41:07
查看详情
内存市场翻转,涨价来袭!
内存市场翻转,涨价来袭!

据媒体近日报道,内存正在重回涨价模式,从去年12月到今年1月,涨幅最多的品种已达30%。据行情网站数据,各类内存条、内存颗粒在12月上旬起开始涨价,至今仍没有停止的意思。

2021-03-05 10:53:00
查看详情
被动元件涨价启动,MLCC和芯片打头阵
被动元件涨价启动,MLCC和芯片打头阵

据台媒近日报道,MLCC两大原厂三星电机和TDK近期对一线组装厂客户发出通知,强调高容MLCC供货紧张,即将对其调涨报价。在芯片电阻市场,台厂国巨正式宣布从三月起涨价15-25%。紧接着,华新科也对代理商发出涨价通知,新订单将调涨10-15%。

2021-03-05 10:52:00
查看详情
深圳福田海关查获大批侵权电路板
深圳福田海关查获大批侵权电路板,共计超过39万个

据海关总署微信平台“海关发布”10日发布的消息,经品牌权利人确认,深圳海关所属福田海关此前在货运出口渠道查获的一批共计391500个印刷电路板,侵犯了UL公司的“RU”商标专用权。

2021-03-05 11:12:00
查看详情
Baidu
map