電性不良分析方法

產(chǎn)線無(wú)影像異常通用分析方法

上半部/未完，待續(xù)本資料僅涉及物料和制程中的物理類不良，不涉及開(kāi)發(fā)端原理錯(cuò)誤，軟件參數(shù)調(diào)試異常錯(cuò)誤等不良。一：什么情況引起無(wú)影像和異常。

信號(hào)發(fā)生阻塞，電源無(wú)法供給IC能量，導(dǎo)致IC工作不正常或無(wú)法得到正確的信號(hào)。信號(hào)阻塞？如同一個(gè)郵差從郵局出發(fā)，給收信人送信，經(jīng)過(guò)某條河的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)橋斷了，過(guò)不去，收信人沒(méi)法收到信件。

對(duì)于模組。

分析無(wú)影像和異常，就是分析那個(gè)橋是斷的，橋是怎么斷的，天災(zāi)還是人禍？

信號(hào)在Sensor到終端要走那些路。（注：以目前最復(fù)雜的結(jié)構(gòu)ACF熱壓型號(hào)來(lái)討論）。分析無(wú)影像或異常不良的主要思路：

分段測(cè)量，縮小范圍。一個(gè)熟練的分析者必須具備的知識(shí)：

1熟悉模組元件和結(jié)構(gòu)和各部件的組裝工藝。2了解上游物料(PCB,FPC結(jié)構(gòu)與制程）。3熟悉Sensor的工作原理。

1-1分析通用流程-COB開(kāi)短路/萬(wàn)用表二極管檔測(cè)試原理開(kāi)短路測(cè)試(openshorttest)：測(cè)試芯片的封裝情況。測(cè)試原理：

一般來(lái)說(shuō)，手機(jī)模組感光芯片（屬于CMOS工藝的芯片，比如臺(tái)積電為OV代工制造的IC），在CMOS芯片的ESD防護(hù)電路設(shè)計(jì)中，其中一個(gè)環(huán)節(jié)為了防止I/O端口

與VDD或VSS之間放電使相連的P,NMOS晶體管燒壞，在I/Opad兩側(cè)加了首尾相接的二極管來(lái)泄放保護(hù)電路，正因?yàn)橛羞@樣的ESD防護(hù)機(jī)制，通過(guò)恒流測(cè)壓的方法，給定一個(gè)電流閾值（一般都是100uA），在二極管達(dá)到這個(gè)大小的電流時(shí)候，測(cè)試出ESD防護(hù)二極管的正向壓降值大?。?.4-0.8V）來(lái)確認(rèn)整個(gè)回路是否導(dǎo)通，如果模組封裝中PCB線路斷開(kāi)，金線斷開(kāi)都會(huì)造成高阻開(kāi)路.未打線鋁PAD上的探針測(cè)試痕跡

晶圓廠芯片出廠前都會(huì)對(duì)每個(gè)Die的所有電氣性能進(jìn)行探針(Probe)測(cè)試，所以對(duì)于封裝廠來(lái)說(shuō)，一般實(shí)際分析中不考慮IC本體的問(wèn)題。萬(wàn)用表二極管檔測(cè)試：一般開(kāi)短路測(cè)試完后的模組分析第一步需要使用萬(wàn)用表確認(rèn)，防止插排轉(zhuǎn)接板連接不好所引起的誤判，注意如果測(cè)試開(kāi)路線路，表筆的電源極性不能反接，所測(cè)開(kāi)路引腳接COM端，GND引腳接ΩV端。Truly一些能測(cè)試開(kāi)短路的工具：度信MIPIHV910D，V9，開(kāi)短路工裝DTOS，萬(wàn)用表等。上表為IsMedia自動(dòng)調(diào)焦機(jī)O/Stest截圖，測(cè)試閾值電流100uA二極管檔測(cè)試標(biāo)志開(kāi)短路測(cè)試的一些注意事項(xiàng)：開(kāi)短路OK:1.一個(gè)感光IC可能有多個(gè)AVDD/DVDD/DOVDD這些提供電源的接口PAD。所即使斷開(kāi)1.2個(gè)，測(cè)試的壓降值可能幾乎沒(méi)有任何影響。但實(shí)際此部分電路缺少電源供給，導(dǎo)致黑屏或點(diǎn)不亮,所以一般開(kāi)短路OK但實(shí)際無(wú)影像的模組，我們首先排查IC各電源PAD金線或PCB走線是否出現(xiàn)問(wèn)題。

開(kāi)短路OK畫面出現(xiàn)非黑屏等異常，一般考慮為ESD損傷,也可通過(guò)Colorbar測(cè)試，colorbar測(cè)試是由sensorISP端產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，如果畫面正常，說(shuō)明output端是沒(méi)有問(wèn)題的。模組損傷的部位一般是IC采集模塊電路。

2由于IC制程或別的原因，ESD保護(hù)二極管可能本生發(fā)生開(kāi)路等問(wèn)題。此類情況可能引發(fā)測(cè)試開(kāi)路卻畫面正常的現(xiàn)象。

案例：2012.5.8CM6692出現(xiàn)大量不規(guī)則開(kāi)路現(xiàn)象，如果關(guān)閉開(kāi)短路測(cè)試或提高判定PASS上限電壓，模組出現(xiàn)正常的功能。colorbar畫面異常EOS：ElectricalOverStress-指過(guò)度電性應(yīng)力。ESD：ElectricalStaticDischarge-靜電放電。EOS通常產(chǎn)生于：

–電源

–測(cè)試裝置

*其過(guò)程持續(xù)時(shí)間可能是幾微秒到幾秒（也可能是幾納秒）

*很短的EOS脈沖導(dǎo)致的損壞與ESD損壞相似。

*損壞表征

–金屬線膨脹融化

–通常會(huì)發(fā)熱

–功率升高

–會(huì)出現(xiàn)閉鎖/短路情況ESD屬于EOS的特例

–能量有限

–由于靜態(tài)電荷引起

*其過(guò)程持續(xù)時(shí)間為幾皮秒到幾納秒

*其可見(jiàn)性不強(qiáng)

*通常導(dǎo)致晶體管級(jí)別的損壞EOS能量大,通常在光學(xué)顯微鏡下就能在芯片上看到異常;而ESD能量小,通常通過(guò)其他處理后才能在電鏡下下看到異常.

OV5640/5647EOS損傷ESD損傷X-RayX射線是一種波長(zhǎng)很短在0.01納米到10納米之間的的電磁輻射。X光有很強(qiáng)的穿透性，穿透力與物質(zhì)密度有關(guān)，物質(zhì)密度越高，比如金屬，透過(guò)的光子較少，最終成像越暗，利用這種差別吸收機(jī)理可以區(qū)分不同的物質(zhì)。TrulySMT加工中心的X-ray型號(hào)：PonyMV3100-VC

X-ray適用范圍：1不拆卸holder檢查。2BGA焊接3從外觀檢查無(wú)法確認(rèn)。

X-Ray電容過(guò)孔地線銅層線路金屬層越厚，X光透過(guò)的越少，成像顏色越暗，多層PCB，因銅金屬線路部分重疊，所以導(dǎo)致某些線路看上去顏色較深，沒(méi)有重疊的地方，顏色較淺，使用X-RAY觀察要仔細(xì)辨別是線路重疊還是有斷裂。金線電阻電容注意區(qū)別，電阻電容內(nèi)部材質(zhì)不同X-Ray線路缺口金線短接驅(qū)動(dòng)IC連錫焊盤斷裂IC焊盤欠錫側(cè)面檢查CrossSection取樣灌膠研磨拋光

微切片是一個(gè)重要的破壞性分析方法的手段,通過(guò)切片可以觀察物體的某個(gè)截面情況,研究判斷模組內(nèi)部結(jié)構(gòu)或成分.

例如：觀察ACF導(dǎo)電球形變，PCB線路，測(cè)量膠水厚度，holder鏡頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)等。

微切片制作流程1取樣1.將待切片物體固定在塑膠底座上，按需要檢測(cè)的位置放置好，將套筒套上。2封膠封膠的目的是固定待測(cè)物體。水晶膠：高純度環(huán)氧樹(shù)脂膠，在催化劑和固化劑的作用下自動(dòng)凝固，常溫下凝固時(shí)間4-8小時(shí)，可加熱60-100℃

加速其熱固化（注：如果切片是測(cè)量holder結(jié)構(gòu)的變化，不推薦加熱固化，樹(shù)脂加熱膨脹會(huì)擠壓模組，同時(shí)會(huì)有水晶膠開(kāi)裂的風(fēng)險(xiǎn)）。1：

將水晶膠倒入容器內(nèi)（注：如果有刻度的容器更好）膠水體積配比：水晶膠/固化劑/催化劑100:2:1比例配置2：滴入水晶膠體積2%的固化劑3：滴入水晶膠體積1%的催化劑4充分?jǐn)嚢杈鶆?，看不到分?:將調(diào)和好的膠水倒入固定套桶內(nèi)。6:凝固硬化。3研磨研磨建議流程：

粗磨-細(xì)磨粗磨1：使用砂紙120或240將水晶膠塊磨至需要測(cè)試的位置0.5mm附近。粗磨2：使用砂紙600或1200將水晶膠塊磨至0.3mm左右。細(xì)磨3：使用砂紙2500將水晶膠塊磨至0.1mm左右。細(xì)磨4：使用砂紙5000將水晶膠塊磨至待測(cè)位置（預(yù)拋光），此時(shí)研磨面目視光滑反光，沒(méi)有明顯的砂痕。非自動(dòng)研磨機(jī)在研磨過(guò)程中需要不斷的調(diào)整方向和檢查，將膠塊下壓研磨時(shí)用力均勻，不可一邊重一邊輕。避免磨過(guò)頭或磨歪。研磨機(jī)轉(zhuǎn)速：800-999拋光（注：可選步驟，一般細(xì)磨4后如果未能達(dá)到預(yù)期效果可進(jìn)行精細(xì)拋光）：

將氧化鋁拋光粉/拋光膏撒在專用拋光紙上，不斷切換方向進(jìn)行輕壓式拋光。使用顯微鏡觀察檢查拋光面直至拋光面如鏡面一般的光滑，顯微鏡下無(wú)任何明顯的砂痕。4拋光爛孔BGA錫球線路微斷SEM-EDS/FIBSEM（scanningelectronmicroscope）掃描電子顯微鏡。SEM是利用一束高能入射電子轟擊物質(zhì)表面，捕獲被激發(fā)區(qū)域的二次電子等成像，具有納米級(jí)別的分辨率。用于觀察物質(zhì)表面結(jié)構(gòu)，形態(tài)等，EDS利用不同元素的X射線光子特征能量不同進(jìn)行成分分析，對(duì)于模組封裝廠分析無(wú)影像，常用的功能是分析SMT中不良，比如虛焊來(lái)分析焊盤元素成分等。確定是否屬于物料問(wèn)題還是制層問(wèn)題。FIB（focusedionbeam）聚焦離子束，利用電透鏡將離子束聚焦成非常小尺寸的顯微切割儀器,制作精密切片分析。對(duì)于CCM主要用去分析供應(yīng)商的焊盤的鎳金厚度等。幾乎很少使用。TFT事業(yè)部所使用的設(shè)備，hitach4800，和FB2100為什么IC的線路損傷是短路？上圖為Sensor挑傷的圖片，開(kāi)短路測(cè)試基本均短路

IC的一般結(jié)構(gòu)介紹錫焊原理：錫焊，錫金屬或多種不同的金屬原子或分子擴(kuò)散和結(jié)合成一體的工藝方法。IMC.Intermetalliccompound(介面合金共化物)，錫焊就是在錫和被焊金屬之間，在高溫中會(huì)快速形成一層薄薄的錫合金化合物。

焊接好不好，就是看這層化合物是否長(zhǎng)的合理，長(zhǎng)的牢固。FPC銅錫IMC

Ni3Sn4FPC鍍鎳3-5um

IMC層一般1-4um之間，只有形成一層穩(wěn)定連續(xù)的Ni3Sn4的IMC層，才能保證焊接后足夠的強(qiáng)度Truly一般使用的FPC或PCB都是ENIG(化學(xué)鍍鎳金)的板，這種工藝的板鍍鎳的時(shí)候會(huì)使用到一種次磷酸鈉這種還原劑，所以鎳層中最終會(huì)含有7-10%磷P元素由于磷P元素不能參加反應(yīng)，只能逐漸滲析至IMC和鎳層之間，形成一個(gè)富磷層，reflow時(shí)間越長(zhǎng)，IMC越厚，鎳層參與的反應(yīng)越多，磷就滲析的越多，富磷層聚集的越厚，富磷層本身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度