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解析(故障/良品)・観察・分析

良品解析

部品の状態や欠陥の観察から、将来故障に至る危険性を推定するのが[良品解析]です。その結果は、工程改良への反映にも応用されます。実施例として、LSI・電子部品・プリント配線基板等の品質比較調査や様々な規格に対する合否判定を実施しています。また、工程課題の抽出などにも用いられています。

良品解析の手法をLSIチップに応用したのが「LSIプロセス診断」で当社で実施した過去の故障解析結果や文献から選択した独自の評価項目と判断基準で評価します。この「LSIプロセス診断」は信頼性の向上した現在のデバイスを選定するための有望な手法としてご提案しております。また、DPA:Destructive Physical analysis(破壊的物理解析):MIL-STD-883に基づいた構造解析も行っております。

良品解析 LSIプロセス診断へ DPA(破壊的物理解析)MIL-STD-STD-883に基づいた解析 信頼性評価解析のメニューへ 良品解析(構造解析)
信頼性評価解析技術の良品解析の位置付け

良品構造解析・LSIプロセス診断

良品構造解析・LSIプロセス診断とは一歩進んで、より高い信頼性を確保するために、電気的特性上は良品と判定されるデバイスの潜在的欠陥の有無を調査することです。半導体の開封(デキャップ)調査観察・分析非破壊観察X線透視解析等を行い潜在的な不具合を改善するアプローチを通じ、不具合の発生を未然に防ぎ、品質改善のためのテクニカルアドバイスを行います。

  • 潜在欠陥の検出力を高めた合理的な解析メニューを提供
  • 故障に繁がる原因の除去による本質的な改善に利用可能
  • 評価試験・スクリーニングの基礎情報の収得も可能

良品解析例

簡易型良品解析
試験内容
LSI全体を広く簡易に評価
使用目的
全体的に大きな問題を抱えていないかの確認、信頼性試験前後での変動調査などを目的として実施
必要サンプル数
5~10個程度
解析期間
約1ヶ月
ウエハプロセス良品解析
試験内容
LSIチップに着目
使用目的
LSIチップの製造工場変更や工程変更が行われた場合に実施
必要サンプル数
5~10個程度
解析期間
約1.5ヶ月
アセンブリ工程良品解析
試験内容
パッケージ・ワイヤに着目
使用目的
パッケージやワイヤー材の変更等があった場合に実施
必要サンプル数
5~10個程度
解析期間
約1ヶ月
フルスペック良品解析(LSIプロセス診断)
試験内容
LSI全体を広く詳細に解析し評価
使用目的
これから長期にわたって自社製品にICやLSIを採用予定。詳細に評価し、全ての潜在欠陥の検出。
必要サンプル数
15~20個程度
解析期間
約2.5ヶ月

良品解析例における検査実施項目

良品解析検査項目 簡易型
良品解析
ウエハプロセス
良品解析
アセンブリ工程
良品解析
フルスペック良品解析
(LSIプロセス診断)
外観検査 -
X線検査 -
超音波探査 -
内部検査 -
チップ外観検査 -
クレータリング検査 - -
パッケージ断面検査 - -
界層解析/エッチバック解析 - -
SEM検査 -
TEM検査 - -
総合診断

良品解析例

  • 光学顕微鏡にてワイヤボンドの剥がれを観察
    光学顕微鏡にてワイヤボンドの剥がれを観察
  • 超音波探査にて検出された欠陥観察事例<
    超音波探査にて検出された欠陥観察事例
  • 14nmデバイスTEM観察事例
    14nmデバイスTEM観察事例
  • SiC MOSFET平面TEM 結晶欠陥観察事例
    SiC MOSFET平面TEM 結晶欠陥観察事例

DPA:Destructive Physical analysis(破壊的物理解析):MIL-STD-883に基づいた構造解析

DPA:Destructive Physical analysis(破壊的物理解析)とは完成品の部品を分解し製造に起因する潜在的問題点を解析する手法のことで、ストレスを与えたデバイスや未ストレスのデバイスを解体して、欠陥を検出したり、決められた仕様(MIL-STD-883、メーカー基準)を満たしているかを評価することです。

DPA:Destructive Physical analysis(破壊的物理解析):MIL-STD-883の検査事項概略

  1. 外部目視(非破壊検査)

    少なくとも10倍の倍率で、デバイスの封止、めっき又は封止ガラスの中の形状欠陥について検査

  2. 放射線写真方法

    デバイスを分解する前にX線装置を用いて、内部の遊離微粒子やチップの取り付け状態の検査、内部の隙間測定、さらに疑いのある欠陥をX線フィルム撮影を用いて非破壊検査を行う

  3. 封止

    微量リーク試験、グロスリーク試験を実施し、デバイスの気密性を検査

  4. 内部水蒸気分析

    デバイス内部に含まれる水蒸気量を測定

  5. 内部目視

    デバイスのキャップを取り外し、光学顕微鏡で内部の組立て構造欠陥を検査

  6. 基準形状

    デバイスの外形寸法や内部の部品が、基準設計文書、規程の要求事項を満足しているかを測定

  7. ボンド強度試験

    ボンディングワイヤの引っ張り強度試験を実施し、ボンド強度が基準を満たしているかを測定

  8. SEM検査

    走査型電子顕微鏡(SEM)を用い、チップの金属膜(回路配線等)の構造や欠陥を高倍率で検査

  9. ダイのせん断試験

    チップを基板からはがすせん断強度試験を実施し、チップと基板との接着強度が基準を満たしているかを測定

  10. 評価判定基準

    全ての検査で不良判定基準に該当する欠陥が検出されなかった場合は、そのロットは使用しても差し支えないと判断する

MIL-STD-750:個別半導体デバイスの機械的、環境及び耐久性試験方法、条件を規定したもの
MIL-STD-883:集積回路の試験方法と手順の規格であり、米軍調達品としての一般要求事項、機械的、環境、 耐久性試験、電気的試験方法及び品質保証の方法と手順を規定したもの

X線フィルム撮影:MIL-STD-883放射線写真法では放射線写真の品質基準が規定されています。放射線フィルムを用いる場合、検査、報告、保管の方法が規定されています。ネガ・フィルムを保管するということはX線画像に何らかの技芸を加えることを防止する最適な手段であり、従来より繰り返されてきたDPAの品質維持を継承するものです。

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