半導体

半導体の故障解析

＜事例内容＞

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。＜解析結果と判断＞変化した部位に空洞が発生していることから、電子部品と基板間には半田ボールで接続後、アンダーフィルを流し込み密着性を上げました。
この白い部分には｢隙間｣が発生したと考えられます。

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事例

＜手順＞

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（電子部品）と基板の接続点

不良部位の拡大観察

断面研磨を行い、電気的特性から絞り込んだ端子において、基板と基板ポスト部にクラックが確認。
電子部品のボール部は十分接合されている。

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

SEMで拡大観察し不良箇所を特定。

実装品の一般的な故障解析

故障解析と信頼性評価

故障解析の事例
〜ボンディングの接合不良による故障解析の研磨手順

■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。
■不良内容は、端子のオープン（未接合）不良　

＜手順＞

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