半導体の構造解析ができる

IS-POLISHERでは、従来の研磨では難しかった半導体の構造解析が可能です。
実際の故障解析の事例をご紹介します。

半導体の故障解析の事例

PKGの実装前の観察画像に対し、基板実装後に内部の様子に変化が生じたため、観察画像の結果より、故障部位の｢平面研磨｣及び｢断面研磨｣を行い、原因の特定を行いました。
同モードの不良がいくつかある場合には、平面研磨・断面研磨と両方からの解析及び観察ができます。

〈超音波探傷装置によるPKG内部密着度観察〉

〈断面研磨方向〉

①ペレットチップ　②PKGのボール端子　③基板　④アンダーフィル　⑤故障箇所（ボイド発生）

実装信頼性接合部故障解析の事例

下記の手順で、接合部の不良箇所を特定を行いました。

1）現品の観察（目視・金属顕微鏡・X線・超音波探傷観察）
→詳細な観察と外観から得られる情報の記録

2）電気的特性調査
→不良項目から構造的に考えられる不良部位の特定、及び構造の理解・X線等の観察
→今回の不良は特定端子の導通不良

3）不良解析方法の決定（例として、断面研磨による故障解析事例を紹介）
このサンプルは、断面研磨で仕上げたものです。

〈断面研磨品　PKG全体観察〉

①ペレットチップ　②PKGのボール端子　③接続ポスト　④実装基板　⑤製品と基板の接続点

〈不良部位の拡大観察〉

①ペレットチップ　②電子部品の半田ボール　③ポスト部　④実装基板配線

実装品の一般的な故障解析について

〈ボンディングの接合不良による故障解析の研磨手順〉

端子のオープン（未接合）不良における、故障解析の研磨手順についてご紹介します。

使用試料ホルダ	一軸傾斜ホルダ
研磨ポイント	電気的特性で絞り込んだ部位の配列断面を正確に露出させる

1）現品の観察
→詳細な観察と外観から得られる情報の記録

2）電気的特性調査
→不良項目から構造的に考えられる不良部位の特定及び構造の理解・X線等の観察

3）不良解析方法の決定（例として、断面研磨を紹介）
→研磨進行と構造的部位に着目しながら研磨レシピを変更

1. 

   絞り込んだ端子側から研磨を開始する。
   →まずは外部端子からの接続線の断面が点状に現れる。

2. 

   最初にペレットチップが搭載されているリードフレームの側面が顔をだす。

3. 

   更に研磨が進むとチップ側面が顔をだす。
   左右の均一性を確認。

4. 

   その後、ボンディング側面が顔をだす。
   左右の均一性を確認、観察したい端子に着目する。

5. 

   バフ研磨を行い、ボンディング表面と、チップとの接続面の出来栄えを確認し、 高倍率のSEM等で最終観察を行い、不良箇所が電気的特性結果と一致する事を確認する。

6. 

   不良の端子を良品端子と比較し構造的違いを観察する。
   →不良端子:Bd下に隙間がある
   →良品端子:Bd下は密着している

7. 

   SEMで拡大観察し不良箇所を特定する。