国际集成电路物理与失效分析会

相关探针和电子显微镜（CPEM）是一种结合扫描电子显微镜（SEM）和扫描探针显微镜（SPM）的新技术。 集成电路中的目标层可以通过SEM和SPM在同一地点，同时和相同的协调下进行分析系统。CPEM图像包含表面形貌信息以及典型的SEM细节,SPM / FIB / SEM技术的集成显着简化了用于故障分析，质量控制和集成电路研发的去层过程.

集成电路 IC 卡在出厂前必须经过环境测试，用来模拟集成电路在不同工作环境中的性能，inTEST-Temptronic 高低温测试机凭借封装级和晶片级集成电路专用高低温测试机协助厂商完成例如高低温循环测试 Thermal cycle、冷热冲击测试 Thermal stock、老化测试等试验。inTEST-Temptronic 高低温测试机每秒可快速升温/降温 18 度、测试温度精度高达±1℃，特别适合大规模集成电路的高低温电性能检测。

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电子学是工程学的一个重要分支, 它是一门关于为了有用的目的而对电子进行控制的学科。运用物理学的知识得知, 电子的流动可以在真空、气体、或液体中进行，也可以在固体中受限制地流动（半导体）、接近不受限制地流动（导体）、或完全不受限制地流动（超导体）。 当今, 电子产品正变得越来越复杂，工程技术人员总是力图将许多部件放在一个小小的“黑匣子”中。制造商总是想把大部分资金用在改善其生产设施，而只愿意留下很少一部分资金用于质量控制。最坏的情况是，大多数公司宁愿把他们的质量控制资金用于基本设备投资，例如购买新型扫描电子显微镜、透射电子显微镜，或是厄歇谱仪，只剩下很少一部分钱用来购买试样制备设备和消耗器材。一个众所周知的现象就是人们对试样制备的重要性一直不够重视。另一方面, 毫无疑问，最终产品的质量和可靠性取决于每个部件的性能。然而，这也总是电子工业的一个令人头痛的问题。对电子产品的截面进行金相检验是一种众所周知并通常广为接受的检验方法。然而，大多数电子产品的金相技术人员可能面临的一个问题就是他们需要进行磨光和抛光的材料比预期的复杂和困难。他们也许从来没有学习过如何去处理多层基体材料，而他们在大学学习时只学过如何恰当地制备均匀的材料，例如钢、铜合金或铝合金。此外，他们还须面对设备很差的金相实验室，消耗器材的品种也很有限，并且使用所谓的“传统或常规方法”来制备先进的电子产品试样。一般情况下，常规试样制备方法是从240#碳化硅砂纸开始，先进行磨成平面工序，接着使用600#、1200#砂纸，然后用0.3 ?m 氧化铝进行粗抛光，以及0.05 ?m 氧化铝在长绒毛织物上进行最终抛光，这样可获得光亮的表面。制备方法还可能因地而异，甚至还取决于实验室有哪些现成的消耗器材。当今，这种制备方法已经不适于用来制备先进材料。此外，他们也没有想到他们的试样是否好到足以和先进的显微镜或扫描电子显微镜相匹配。在本文中，我们试图给出各种集成电路（IC）封装、引线连接，以及其它部件的试样制备方法。

在电子电路中，除了接触最多的电子元器件（ 例如电阻，电感，电容，二极管，三极管，集成电路等） 以外，还有其他常用电子元器件，如电声器件，开关及接插件等。电子元器件的检测是家电维修的一项基本功，安防行业很多工程维护维修技术也实际是来自于家电的维护维修技术，或是借鉴或同质。如何准确有效地检测元器件的相关参数，判断元器件的是否正常，不是一件千篇一律的事，必须根据不同的元器件采用不同的方法，从而判断元器件的正常与否。Delta德尔塔仪器专业为电子元器件的检测提供整套测试仪器，我们可以各类电子、电器制造厂商提供一下检验测试项目的专业仪器设备：集成电路测试：成品测试、老化筛选、失效分析等；破坏性物理分析：外部目检、X射线检查、粒子噪声（PIND）试验、密封性试验、内部气体成分分析、内部目检、内引线键合强度、扫描电镜、芯片剪切强度；可靠性寿命和老化筛选：老化筛选试验、稳态寿命试验、加速寿命试验、可靠性强化试验；环境试验：正弦振动、随机振动、机械冲击、碰撞（或连续冲击）、恒定加速度、跌落、出点动态监测、温度-振动-湿热三应力试验、高低温低气压、温度循环、热冲击、耐湿、高压蒸煮、盐雾或循环盐雾、霉菌、淋雨、气体腐蚀、沙尘、热真空、强加速稳态湿热（HAST）；物理性试验：物理尺寸、耐溶剂性、引出端强度、可焊性、耐焊接热、封盖扭矩、镀层厚度、阻燃性试验。电子元器件测试仪器应用测试产品类型：半导体集成电路、混合集成电路、微波电路及组件、半导体分立器件、真空电子器件、光电子器件、通用元件、机电元件及组件、特种元件、外壳、电子功能材料及专用设备等。诸如安规继电器、电动器热保护器、压缩机用电动机热保护器、压力敏感电自动控制器、定时器和定时开关、电动水阀、温度敏感控制器、热断路器、电动用起动继电器、湿度敏感控制器、安规电容器、陶瓷电容器、贴片电容、交流电动机电容器、微波炉电容器、电磁炉用高压电容器、小型熔断器、电磁发热线圈盘、高压变压器、高压熔断器等元器件进行各项指标合格性测试。

数码显微镜在微电子行业的检查、质量控制与保证（QC/QA）、失效分析（FA）以及研究与开发（R& D）中使用越来越广泛，尤其是在印刷电路板（PCBs）方面。数码显微镜使用方便，允许高效的检查工作流程。这里讨论了以下数码显微镜特性的优势：i) 快速、轻松地倾斜和旋转以从不同角度查看样品，ii) 集成照明提供多样化的对比度，iii) 高动态范围（HDR）成像，以及 iv) 大范围的样品拼接概览

PCB（Printed Circuit Board）中文名称为印刷电路板，是重要的集成电路、电子元器件的承载体，主要材料为覆铜板，覆铜板是由基板、铜箔和粘合剂构成的。基板是由高分子合成树脂和增强材料组成的绝缘层板，在基板的表面覆盖着一层导电率较高、焊接性良好的纯铜箔，使用粘合剂将基板和铜箔压制而成。印刷电路板在实际的使用过程中有如下要求：合适的结构硬度和强度，考虑到基板的机械加工特性和结构稳定性；较低的热膨胀和优异的尺寸稳定性，由于PCB板材是各向异性的，因此在各个不同方向（X、Y、Z）的热膨胀系数是不同的；足够高的玻璃化转变温度，因为当树脂发生玻璃化转变后，整个PCB板材的力学性能和介电性能都会发生较大的偏移；较高的耐热稳定性，由于焊料加工和实际使用过程中的热聚集，容易使树脂发生热分解，而这种分解常常伴随气体的逸出而造成整个PCB板材的分层，破坏结构；阻燃性能，高性能的 FR4标准板具有较好的阻燃性能；散热性，避免局部热量积聚，影响基板和电子元件的工作稳定性；

本应用文章描述了一种采用NexION® 5000多重四极杆ICP-MS4系统分析IPA、PGMEA和NMP中46种元素的方法。该平台是业界首款拥有四组四极杆的平台，可提供极低的背景等效浓度（BEC）和良好的检出限，能够对半导体行业的酸性、碱性和有机化学制品中的极低水平污染物进行定量。

作为集成电路生产中的重要辅料，焊锡球在现代微电子中应用十分广泛，是笔记本电脑、移动通信设备、计算机主板、发光二极管、液晶显示器、 掌上电脑、数字照相机等产品的功能集成电路生产过程中必不可少的工艺辅料，特别在大规模集成电路的微缩工艺中起到至关重要的作用。

高纯氯化氢是集成电路生产中硅片蚀刻、钝化、外延、气相抛光、吸杂和洁净处理等工艺的重要材料，也可用于金属冶炼，光导通讯和科学研究等领域。随着大规模集成电路的发展，对氯化氢纯度的要求越来越高，除了应具有99.999%以上的纯度，对其中杂质的含量要求越来越苛刻，尤其要求严格限制碳氢化合物和碳氧化合物的含量，以防止硅片加工过程中碳的形成。之前我国大多从美、日等国进口电子级氯化氢，但近年来，我国电子工业所需的化学气体研制，在技术上已有不少突破和发展。国内也有单位已成功开发出相关的电子级氯化氢产品，但还远不能满足市场需求，市场前景广阔。

超纯水（UPW）被广泛地用于半导体器件生产中所有湿法工艺步骤，包括晶片冲洗和化学浴中化合物的稀释。在这些关键步骤中，可能会吸收来自化学浴和冲洗水中的污染物，然后通过一系列的化学和电化学反应沉淀到硅表面。在成品的重点区域中，如果金属污染物的浓度达到50 ppq，就会改变集成电路部件的电气参数，导致其无法通过最后的电气测试。因此超纯水纯度测定至关重要。在此，我们将展示出珀金埃尔默最新的化学高分辨多重四极杆ICP-MS仪器NexION 5000获得的超纯水分析结果。NexION 5000 四组四极杆组成的多重四极杆ICP-MS质谱平台，通过各四极杆的不同质量分辨能力和工作模式，结合碰撞反应池技术，实现化学高分辨，获得终极干扰消除。

A1020自动开口闪点测定仪本开口闪点自动测试系统是根据国家标准 GB3536及国际标准ISO2592 规定的实验方法与操作程序研制的闪点测试系统。 整机用Atme189C51 等芯片组成单片机对整个测试过程进行调控。由铂电阻作为测温传感器，通过电桥把温度的变化转化为电压的变化，并通过 A/D转换器，使用中无需调零。接口电路及逻辑控制电路均采用集成电路及高可靠性光电耦合器件。并解决了一些诸如抗干扰的问题。室温下为液体的样品：取样前应轻轻摇动混匀样品，再小心地取样，应尽可能避免挥发性组分损失，室温下为固体或半固体的样品将装有样品的容器放人加热浴或箱中,在低于预期闪点 56℃以下加热。要避免加热过度，因为这会导致挥发性组分的损失。轻轻混样品后取样。

自1958年第一块集成电路诞生以来，以集成电路为核心的微电子技术被认为是信息社会发展的驱动器。为发展中国微电子产业，国家先后出台了多项政策和规划。微电子制造工艺狭义上是指在半导体硅片（晶圆）上制造出集成电路或分立器件的芯片结构等数十种加工工艺。这些工艺包括化学机械抛光、清洗、氧化、光刻、显影、刻蚀、扩散、离子注入、金属化等，而微电子芯片的制造正是重复多次前述的工艺才能完成。

从本文中了解如何通过横截面分析法对集成电路 (IC) 芯片等电子元件进行有效的结构和元素分析。探索如何通过研磨系统进行铣削、锯切、磨削和抛光工艺以及用于同时进行目视检测和化学分析的二合一解决方案来完成的。可针对电子行业的各种工作流程和应用实现快速、详细的材料分析，包括竞争分析、质量控制 (QC)、故障分析 (FA) 以及研发 (R& D)。

扫描电镜作为一种显微分析工具，可以对金属材料进行多种形式的观察，可以对各类缺陷进行详细的分析、金属材料失效的原因进行综合定位分析，随着扫描电镜功能的不断完善和提升，扫描电镜能够完成的工作也越来越多，不仅为改善材料性能的研究提供了可靠依据，同时也在生产工艺控制、新产品设计和研究等方面发挥了重要作用。

银浆是由高纯度的金属银的微粒、粘合剂、溶剂、助剂所组成的一种机械混和物的粘稠状的浆料。主要用于制作厚膜集成电路、电阻器、电阻网络、电容器、MLCC、导电油墨、太阳能电池电极、LED、印刷及高分辨率导电体、薄膜开关/柔性电路、导电胶、敏感元器件及其他电子元器件……

在《国家集成电路产业发展推进纲要》和国家集成电路产业投资基金的推动下，中国半导体市场已成为全球增长引擎。半导体行业的生产良率与经济效益息息相关，而单晶硅锭和晶圆的品质、生产过程中使用的清洗剂和刻蚀剂、封装材料、环境洁净度等都可能会影响生产良率。同时，在当前对环境保护要求日益严苛的大背景下，工业废水等环保问题也成为半导体及相关企业越来越重视的关注点。

赛默飞世尔科技作为科学服务行业的领导者，凭借其离子色谱和电感耦合等离子体质谱和辉光放电质谱的技术实力，不断开发各类半导体材料中痕量无机阴离子、阳离子和金属离子的检测方案，为半导体集成电路制造行业提供多种解决方案，在晶圆表面清洗化学品、晶圆制程化学品、晶圆基材和靶材等各方面，全方位满足半导体生产对相关材料的质量要求，从完整制程出发提供全面可靠的分析技术，促进行业整体质量水平的提高，帮助半导体客户建立起完整质量控制体系，促进中国半导体行业与国际水平接轨。

我们采用了一种快速、高效的方法来确定一种高强度钢弯曲试验失效的根本原因。全新ChemiSEM技术将感兴趣区域的形貌特征与成分信息集成在一起，同时提供SEM图像和元素定量结果。系统在采集灰阶图像的同时，后台同步采集元素信息，然后再将元素显示出来，展示元素分布情况。利用ChemiSEM技术，我们发现，在该高强度钢样品内部存在内生的炼钢夹杂物，其中的非金属夹杂物团簇在热轧过程中形成条状缺陷，从而导致了弯曲失效发生。

随着诸如无线通讯、射频集成电路、近距车载雷达和5G通信等新兴的射频应用的迅速发展，准确、可靠和可重复的测量是非常关键的。尤其是对器件的研发设计、射频集成电路的生产和满足太赫兹应用需求的新产品模块来说，晶圆级射频在片测试显得至关重要。

Langmuir薄膜是一种有机单分子层薄膜。这一技术是由Langmuir和Blodgett两人于三十年代共同建立的。因此，也称为Langmuir-Blodgett薄膜（或简称LB薄膜）[1]。这是一种将浮在水面上的有机单分子层沉积到固体衬底上，形成单层或多层类晶薄膜的技术。近年来，科学研究和工业生产，尤其是包括大规模集成电路在内的电子元器件的研制，对薄膜技术的要求越来越高。

CuCr 合金广泛应用于集成电路的引线框、各种电极、电触头、高强度导线等高导电性、高强度的领域，是一种具有广泛应用前景的触头材料。

2021年工信部印发关于《重点新材料首批次应用示范指导目录(2021年版)》的通告，将用于集成电路和新型显示的电子气体的特种气体如高纯一氟甲烷等33种气体列为重点新材料。电子特气的发展进入有序的快车道。电子特气的质量管控主要针对纯度的控制，气体纯度分析采用扣除杂质的差减法计算，气体纯度分析实际是对气体中微量或者痕量的气体检测。岛津公司自进入中国以来，一直积极应对石化，电子气体、工业气体等行业的需要，最新推出《岛津电子特气分析解决方案》，供参考。

微尺度选择性激光烧结（μ -SLS）是制造集成电路封装构件（如微控制器）的一种创新方法。在大多数的增材制造中需要微米量的精度控制，然而集成电路封装的生产尺寸只有几微米，并且需要比传统的增材制造方法有更小的公差。德克萨斯大学和NXP半导体公司开发了一种基于u-SLS技术的新型3D打印机，用于制造集成电路封装。该系统包括用于在烧结站和槽模涂布台之间传送工件的空气轴承线性导轨。由于该导轨对定位精度要求很高，所以采用德国attocube公司的皮米精度干涉仪IDS3010来进行位置的跟踪。

A1190自动闭口闪点测定仪本闭口闪点自动测试系统是根据国家标准 GB261及采用国际标准ISO 2719《闪点测定法 宾斯基-马丁闭口杯法》与操作程序研制的闪点测试系统。 整机用Atme189C51 等芯片组成单片机对整个测试过程进行调控。由铂电阻作为测温传感器，通过电桥把温度的变化转化为电压的变化，并通过 A/D转换器，使用中无需调零。接口电路及逻辑控制电路均采用集成电路及高可靠性光电耦合器件。并解决了一些诸如抗干扰的问题。是能够满足石油、化工、涂料、油漆、铁路、航空、电力、商检及科研单位对石油产品闪点的测试.室温下为液体的样品：取样前应轻轻摇动混匀样品，再小心地取样，应尽可能避免挥发性组分损失。闪点值能够用于运输、贮存操作和安全管理等方面,可作为分类参数来定义“易燃物质”和“可燃物质”,其准确定义参见它们各自的特殊法规和相关标准。

在电子元器件的研制阶段、失效分析可纠正设计和研发过程中的错误，缩短研发周期；在电子元器件的生产、测试和使用阶段，失效分析可找出电子元器件的失效原因和引起失效的责任方。扫描电镜作为电子元器件失效分析的一种工具有其独特的特性，扫描电镜除了能够有效地观察试样的形貌之外，还具有能提供电压衬度像、电子束感生电流像、背散射电子像和吸收电子像等光学显微镜所达不到的功能。

随着智能手机等终端设备的高功能化、纤薄化发展，封装印刷电路板、电子部件也在向小型化、高密度化的方向迈进。而在汽车领域，基于自动刹车及自动驾驶技术的电子控制化进程也在不断推进中。这些变化无一例外地对封装印刷电路板、电子部件的可靠性提出了更高的要求，基于故障分析、不良分析的品质改良，也必须不断提升精度及速度。本文将为您介绍使用新型4K数码显微系统开展故障及不良分析的应用案例。

通常测定金属离子的仪器有原子吸收光谱仪( AAS) 、原子发射光谱仪( AES) 和等离子质谱仪( ICP-MS) 3 种仪器。一般情况下，原子吸收光谱法比原子发射光谱法剪切线更低，灵敏度更高，但是，有机物会对原子吸收光谱法进行干扰。

器件焊线连接芯片和引脚，连接芯片一端，一般为第一焊点（DB 代称），另一端连接金属框架引脚（WB 代称），这两处的焊接性能是封装失效分析重点关注的部分，下面就以此案例，分享一些器件封装失效分析的小知识，小编抛砖引玉，大家相互交流学习。