故障分析

故障分析 (FA) 涉及通過大量的分析方法和技巧來了解 TI 產(chǎn)品制造或應(yīng)用過程中可能發(fā)生的問題。我們的 FA 工程師或分析師有能力完成復(fù)雜的過程，因?yàn)樗麄兙哂胸S富的物理、電氣、化學(xué)和機(jī)械工程知識(shí)，非常精通設(shè)計(jì)、加工、裝配和測試以及應(yīng)用。

TI 具有業(yè)界一流的儀表和工程專業(yè)知識(shí)，旨在通過半導(dǎo)體和封裝分析了解和解決問題。我們?cè)谌蚨加蟹治鰧?shí)驗(yàn)室，用于在客戶退貨、可靠性失效、制造后遺癥和設(shè)計(jì)支持方面提供協(xié)助。?這些實(shí)驗(yàn)室配備了大量用于部件分析、工藝特性鑒定、破壞性物理分析和結(jié)構(gòu)分析的工具。我們的 FA 基地自主運(yùn)營，但與全球的 TI 基地合作以分享信息和資源。

故障分析流程

TI 的 FA 流程通過直接但復(fù)雜的分析測量系統(tǒng)、工作臺(tái)設(shè)備和一系列其他技術(shù)發(fā)現(xiàn)電氣和物理證據(jù)，從而找出明確的故障原因。該流程使用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備和工作流程，判定故障源位置、將其在裸片上隔離并確定其物理特征。FA 團(tuán)隊(duì)隨后與其他工程學(xué)科（產(chǎn)品、測試、設(shè)計(jì)、組裝和加工）合作以推進(jìn)分析進(jìn)程。進(jìn)度、結(jié)果和結(jié)論會(huì)傳達(dá)給為流程提供支持的內(nèi)部和外部聯(lián)系人，進(jìn)而實(shí)施變更以限制和/或消除故障原因。

信息審查、故障確認(rèn)

客戶報(bào)告的故障文檔對(duì)于高效的 FA 至關(guān)重要，并且必須完成 TI 的客戶退貨流程，這有助于在退回器件之前提供器件歷史記錄、使用情況、故障特征以及任何分析結(jié)果的清晰詳細(xì)說明。該信息將有助于調(diào)查并確保更加及時(shí)地解決問題。

客戶在報(bào)告故障時(shí)應(yīng)提供的最起碼的背景信息包括：

在 TI 接收組件前進(jìn)行的處理。在拆卸和處理組件時(shí)，應(yīng)采取預(yù)防措施，確保不會(huì)發(fā)生電氣或物理損壞，并保持封裝可測試性。
客戶方的故障歷史記錄和故障率。這是新產(chǎn)品還是在該時(shí)間范圍內(nèi)發(fā)生過任何變更？
發(fā)生故障的應(yīng)用條件。是否可向 TI 發(fā)送一份客戶原理圖？
應(yīng)用的故障模式及其與退回的組件的關(guān)系。

FA 團(tuán)隊(duì)將查看 TI 的歷史數(shù)據(jù)庫，提供額外的觀點(diǎn)和指導(dǎo)。查看所有信息后，即形成初步的分析策略。在執(zhí)行進(jìn)一步的分析步驟之前，應(yīng)確認(rèn)所報(bào)告的故障模式。確立與所報(bào)告的故障模式之間的良好相關(guān)性將確保任何后續(xù)調(diào)查結(jié)果的可信度。可使用工作臺(tái)測試設(shè)備（如特性圖示儀或基于應(yīng)用的基準(zhǔn)測試）和生產(chǎn)級(jí)自動(dòng)測試設(shè)備（“ATE”）確定電氣特性。

無損檢測

FA 本身屬于逆向工程，可能破壞退回的產(chǎn)品。如果要露出裸片的話，至少要破壞封裝的一部分，因此我們會(huì)首先使用無損檢測技術(shù)來觀察封裝或裝配相關(guān)故障機(jī)制。TI 使用的最常見技術(shù)是超聲顯微鏡和射線 (XRAY) 檢查，可用于檢查內(nèi)部組裝或成型的異常。

內(nèi)部檢查

TI 執(zhí)行內(nèi)部光學(xué)檢查來檢查是否有明顯的組裝異?；蚓A制造問題。此外還建議采用再測試來確定故障模式是否發(fā)生變化。

全局隔離

在許多情況下，TI 內(nèi)部檢查發(fā)現(xiàn)不了明顯的故障機(jī)制。根據(jù)測試技術(shù)和水平，F(xiàn)A 實(shí)驗(yàn)室會(huì)用到一種或多種技術(shù)來確認(rèn)故障位置。這些技術(shù)主要是要試圖發(fā)現(xiàn)故障位置的特性，比如是熱耗散型還是光子發(fā)射型。

局部隔離

將故障位置局部隔離到某個(gè)塊或芯片上的單個(gè)節(jié)點(diǎn)是常見但至關(guān)重要的一步。不過，這一過程也很耗時(shí)。在大多數(shù)情況下，需要進(jìn)行大范圍內(nèi)部探查，并且通常采取迭代方式逐層剝層的處理技術(shù)。剝層是一層一層去除芯片表面材料的過程，它可以采用濕法的化學(xué)腐蝕、干法的等離子體刻蝕和機(jī)械拋光技術(shù)來露出下層結(jié)構(gòu)。由于該過程具有破壞性，并且有可能丟失關(guān)鍵信息，因此采用正確的方法至關(guān)重要。在該過程中，F(xiàn)A 分析師會(huì)執(zhí)行探查和其他具體方法來發(fā)現(xiàn)潛在的異常。在探查時(shí)將使用布局/原理圖導(dǎo)航工具以及聚焦粒子束 (FIB) 來幫助找出組件和電路的故障。

故障位置分析

一旦確定或發(fā)現(xiàn)可能的故障位置，需要進(jìn)行記錄和分析。是否采用進(jìn)一步的分析方法取決于是否需要了解形態(tài)或材料成分。

報(bào)告結(jié)論

一旦分析完成，結(jié)果將記錄在一份書面報(bào)告中，其中說明異常現(xiàn)象與故障模式的關(guān)系，并包含用于進(jìn)行根本原因分析的足夠存檔內(nèi)容。