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      新技術(shù)(shù)丨廣電計量成功開(kāi)(kāi)發(fā)(fā)先進(jìn)(jìn)封裝納米級電子顯微失效分析技術(shù)(shù)

      更新時(shí)(shí)間:2024-06-11  |  點(diǎn)(diǎn)擊率:27
        半導體封裝是芯片制造工藝的后道工序,將芯片通過(guò)(guò)可塑性絕緣介質(zhì)(zhì)灌封固定,以免受潛在的外部危險和腐蝕影響。近年來(lái)(lái),為提升集成系統密度和功能,滿(mǎn)(mǎn)足電子設備薄型化和小型化的需求,半導體封裝技術(shù)(shù)正從傳統封裝向先進(jìn)(jìn)封裝轉型并投入到智能汽車(chē)(chē)、航天航空、醫療儀器等重點(diǎn)(diǎn)領(lǐng)(lǐng)域使用。這些領(lǐng)(lǐng)域的芯片長(cháng)(cháng)期處于復雜工作環(huán)(huán)境下,其性能必須保持穩定不失效,才能保證電子器件安全運行,確保使用人員的人身安全。因此,為保障使用先進(jìn)(jìn)封裝技術(shù)(shù)的芯片性能穩定,廣電計量集成電路測試與分析研究所組織科研團隊,開(kāi)(kāi)展電子顯微分析技術(shù)(shù)在先進(jìn)(jìn)封裝失效分析中的應用研究。
       
        芯片失效難修復 電子設備易損傷
       
        半導體封裝技術(shù)(shù)是一種將集成電路用絕yi緣材料包裝和保護起來(lái)(lái)的技術(shù)(shù),對于芯片來(lái)(lái)說(shuō)(shuō)是必須的,也是至關(guān)(guān)重要的。一方面,可以隔離芯片電路與外界的接觸,以防止安裝運輸中的外界雜質(zhì)(zhì)對電路腐蝕而造成電氣性能下降;另一方面,封裝后的芯片外觀(guān)(guān)、引腳數量等都實(shí)(shí)現了標準化,更有利于后續的電氣連接。
       
        近年來(lái)(lái),由于各領(lǐng)(lǐng)域對電子器件高密度組裝小型化、輕型化、薄型化的要求不斷提高,在有限的面積內,電子組裝只能在二維組裝的基礎上向三維組裝發(fā)(fā)展,從而發(fā)(fā)展出倒裝芯片結構、圓片級、2.5D/3D等先進(jìn)(jìn)封裝技術(shù)(shù)。這些芯片因為采用三維組裝手段,精密度更高且面積更小,又被長(cháng)(cháng)期應用于高溫、低溫、受潮、老化等易致失效的工作環(huán)(huán)境下,其一旦出現性能問(wèn)(wèn)題,很大可能難以修復,并對電子設備造成不可逆的損傷。因此,對于這種前沿的封裝技術(shù)(shù),芯片的失效分析需緊跟技術(shù)(shù)發(fā)(fā)展的腳步進(jìn)(jìn)行升級,以確保先進(jìn)(jìn)封裝芯片的可靠性及穩定性。
       
        創(chuàng )(chuàng )新性制樣方法 可達納米級分辨率
       
        先進(jìn)(jìn)封裝技術(shù)(shù)中,2.5D/3D封裝不光有水平的互連,還包括縱向的堆疊。目前,對電子顯微技術(shù)(shù)在封裝中水平互連的失效分析應用研究已比較成熟,但2.5D/3D封裝中的縱向深度互連性,以及高集成度下的納米級超微結構,卻給它帶來(lái)(lái)了新的挑戰。此外,由于新增了縱向堆疊,如何準確判斷芯片出現的是芯片級(Die-level)失效現象,以及做到納米級的失效點(diǎn)(diǎn)精準定位,也是一個(gè)(gè)急需解決的難題。因此,科研小組開(kāi)(kāi)展相關(guān)(guān)方法研究,研發(fā)(fā)出一套先進(jìn)(jìn)封裝失效分析中的電子顯微分析技術(shù)(shù)。
       
        本技術(shù)(shù)采用區別于傳統方法的離子束局部去層方法,去層精度可達微米級(最高可達0.5 μm),遠高于機械研磨的去層精度(現有技術(shù)(shù)只能達到10μm),為后續顯微分析提供了良好的工作環(huán)(huán)境。然后,創(chuàng )(chuàng )新性地使用“X”型線(xiàn)(xiàn)刻蝕標記法平面轉截面制樣方法,實(shí)(shí)現納米級失效點(diǎn)(diǎn)的精確提取和轉移制樣,進(jìn)(jìn)而結合聚焦離子束技術(shù)(shù)/透射電子顯微鏡(FIB/TEM)等先進(jìn)(jìn)的電子顯微分析技術(shù)(shù)。最終分析結果分辨率可達到納米級(最高可達0.1 nm),突破了現有先進(jìn)(jìn)封裝失效分析技術(shù)(shù)分辨率低、無(wú)(wú)法探測到芯片級的微納米級缺陷點(diǎn)(diǎn)這一難題。目前,本技術(shù)(shù)已向國家知識產(chǎn)(chǎn)權局申請發(fā)(fā)明1項,出版著(zhù)(zhù)作《聚焦離子束:應用與實(shí)(shí)踐》1本,具備成熟的技術(shù)(shù)能力。
       
        助力重點(diǎn)(diǎn)領(lǐng)(lǐng)域高質(zhì)(zhì)量發(fā)(fā)展
       
        本技術(shù)(shù)除解決先進(jìn)(jìn)封裝失效分析的技術(shù)(shù)瓶頸問(wèn)(wèn)題外,還能把傳統封裝芯片失效分析結果提升為納米級別,幫助芯片廠(chǎng)(chǎng)商盡早識別出芯片失效原因,優(yōu)(yōu)化測試和生產(chǎn)(chǎn)流程,減少生產(chǎn)(chǎn)成本。本技術(shù)(shù)可應用于商業(yè)(yè)航空、低空經(jīng)(jīng)濟、人工智能、第三代半導體等重點(diǎn)(diǎn)領(lǐng)(lǐng)域,降低芯片失效風(fēng)(fēng)險,保障產(chǎn)(chǎn)品設備可靠性及穩定性,為各領(lǐng)(lǐng)域芯片上下游企業(yè)(yè)提高快速應對市場(chǎng)(chǎng)的能力,及時(shí)(shí)滿(mǎn)(mǎn)足客戶(hù)(hù)需求。
      新技術(shù)(shù)丨廣電計量成功開(kāi)(kāi)發(fā)(fā)先進(jìn)(jìn)封裝納米級電子顯微失效分析技術(shù)(shù)
      集成電路測試與分析研究所
       
        廣電計量集成電路測試與分析研究所擁有各類(lèi)(lèi)高精尖分析儀器和專(zhuān)(zhuān)業(yè)(yè)技術(shù)(shù)團隊,以技術(shù)(shù)帶動(dòng)(dòng)市場(chǎng)(chǎng),長(cháng)(cháng)期致力于元器件篩選及失效分析技術(shù)(shù)領(lǐng)(lǐng)域的科研和咨詢(xún)(xún)服務(wù)(wù),構建了包括元器件國產(chǎn)(chǎn)化驗證與競品分析、集成電路測試與工藝評價(jià)(jià)、半導體功率器件質(zhì)(zhì)量提升工程、車(chē)(chē)規級芯片與元器件AEC-Q認證、車(chē)(chē)規功率模塊AQG 324認證等多個(gè)(gè)技術(shù)(shù)服務(wù)(wù)平臺,滿(mǎn)(mǎn)足裝備制造、航空航天、汽車(chē)(chē)、軌道交通、5G通信、光電器件與傳感器等領(lǐng)(lǐng)域的電子產(chǎn)(chǎn)品質(zhì)(zhì)量與可靠性的需求,能為客戶(hù)(hù)提供專(zhuān)(zhuān)業(yè)(yè)化咨詢(xún)(xún)、分析及培訓等“一站式”服務(wù)(wù),全面提升產(chǎn)(chǎn)品品質(zhì)(zhì)。
       
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