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 產品制造或應用過程中可能發生的問題。我們的 FA 工程師或分析師有能力完成復雜的過程,因為他們具有豐富的物理、電氣、化學和機械工程知識,非常精通設計、加工、裝配和測試以及應用。

TI 具有業界一流的儀表和工程專業知識,旨在通過半導體和封裝分析了解和解決問題。我們在全球都有分析實驗室,用于在客戶退貨、可靠性失效、制造后遺癥和設計支持方面提供協助。?這些實驗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構分析的工具。我們的 FA 基地自主運營,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 流程通過直接但復雜的分析測量系統、工作臺設備和一系列其他技術發現電氣和物理證據,從而找出明確的故障原因。該流程使用適當的設備和工作流程,判定故障源位置、將其在裸片上隔離并確定其物理特征。FA 團隊隨后與其他工程學科(產品、測試、設計、組裝和加工)合作以推進分析進程。進度、結果和結論會傳達給為流程提供支持的內部和外部聯系人,進而實施變更以限制和/或消除故障原因。

信息審查、故障確認

客戶報告的故障文檔對于高效的 FA 至關重要,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果的清晰詳細說明。該信息將有助于調查并確保更加及時地解決問題。

客戶在報告故障時應提供的最起碼的背景信息包括:

  1. 在 TI 接收組件前進行的處理。在拆卸和處理組件時,應采取預防措施,確保不會發生電氣或物理損壞,并保持封裝可測試性。
  2. 客戶方的故障歷史記錄和故障率。這是新產品還是在該時間范圍內發生過任何變更?
  3. 發生故障的應用條件。是否可向 TI 發送一份客戶原理圖?
  4. 應用的故障模式及其與退回的組件的關系。

FA 團隊將查看 TI 的歷史數據庫,提供額外的觀點和指導。查看所有信息后,即形成初步的分析策略。在執行進一步的分析步驟之前,應確認所報告的故障模式。確立與所報告的故障模式之間的良好相關性將確保任何后續調查結果的可信度??墒褂霉ぷ髋_測試設備(如特性圖示儀或基于應用的基準測試)和生產級自動測試設備(“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,因此我們會首先使用無損檢測技術來觀察封裝或裝配相關故障機制。TI 使用的最常見技術是超聲顯微鏡和射線 (XRAY) 檢查,可用于檢查內部組裝或成型的異常。

內部檢查

TI 執行內部光學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生變化。

全局隔離

在許多情況下,TI 內部檢查發現不了明顯的故障機制。根據測試技術和水平,FA 實驗室會用到一種或多種技術來確認故障位置。這些技術主要是要試圖發現故障位置的特性,比如是熱耗散型還是光子發射型。

局部隔離

將故障位置局部隔離到某個塊或芯片上的單個節點是常見但至關重要的一步。不過,這一過程也很耗時。在大多數情況下,需要進行大范圍內部探查,并且通常采取迭代方式逐層剝層的處理技術。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腐蝕、干法的等離子體刻蝕和機械拋光技術來露出下層結構。由于該過程具有破壞性,并且有可能丟失關鍵信息,因此采用正確的方法至關重要。在該過程中,FA 分析師會執行探查和其他具體方法來發現潛在的異常。在探查時將使用布局/原理圖導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

一旦確定或發現可能的故障位置,需要進行記錄和分析。是否采用進一步的分析方法取決于是否需要了解形態或材料成分。

報告結論

一旦分析完成,結果將記錄在一份書面報告中,其中說明異?,F象與故障模式的關系,并包含用于進行根本原因分析的足夠存檔內容。

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