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芯片里面长啥样?扫描电子显微镜放大年夜10000倍告诉你_显微镜_现象

admin 2024-09-21 09:46:21 0

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目前最新IC工艺早已进入纳米级(10的-9次方),也便是0.000000001米。
例如英特尔的最新的工艺已经进入14nm,正逐步向10nm推进,而台积电和三星也早已开始了7nm工艺的预研。
要想用显微镜看清这些产品的线路,那对显微镜的放大倍数有着极高的哀求。
没有几十万倍的放大倍率是做不到的,普通企业的实验室根本不可能做到。

因而本文所展示的这个78L05还间隔纳米级别有一段间隔。
78L05是仿照功率器件,内部构造相比拟较大略,线宽也比较大,该当说是属于微米级别的。
因而用10000倍的扫描电子显微镜(SEM)就可以看得相称清楚了。
只是想抛砖引玉,解释一下事理,毕竟半导体的事理基本都是相通的。

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这篇文章实在也是源于笔者所在的公司最近做的一个故障剖析项目(Failure Analysis),毕竟普通家庭不可能配备电子显微镜这种设备。
笔者公司的实验室实在也只有一台5000倍的SEM。
后面10000倍的那个扫描隧道显微镜的图片还是去其他单位的实验室照的。

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(图片来自网络侵删)

好了,说了那么多,究竟是哪块芯片呢?实在便是一片SOP封装的78L05,8个pin。
是主板上很常见的芯片,是一颗12V转5V的稳压块芯片。
很多厂家都有做,比如ST(意法半导体)等等。
至于这次剖析的这片是哪个厂商的,由于涉及到品控,以是详细的未便利透露。
78L05在电脑的主板上很常见,便是图中红框里的这片,只有小手指甲的一半大小:

非常常见的元件,某宝上也很随意马虎买到:

78L05 SOP_淘宝搜索s.taobao.com去看看

某宝上的价格实在是零售价了,一样平常拿的量比较大的话,单颗的采购价大约是2美分旁边,折合公民币0.13元。

网上随便找了张DATASHEET,这是PIN脚定义。
比较大略,DC12V入5V出,然后供给下一步连续降压或者直接供电压输入是5V的芯片。

先放在高倍光学显微镜下不雅观察,放大倍率60倍:

背面:

利用强酸溶液将树脂外壳溶解,即Decap操作,当中的硅片露出来了。
把稳,硅片只占全体78L05中间很小的一部分:

高倍光学显微镜下,进一步放大不雅观察Die(裸片)。
PIN脚的定义很随意马虎理解了:一个输入,一个输出,4个是接地,还有2个NC:

用X光检讨是否有断线或折断:

光学显微镜下,连续放大,可见3根铜线连接(bond)在裸片(die)上:

3个BOND点的局部放大图,都正常:

好了,光学显微镜的部分到此结束。
接下来,进行SAT验证,产品正常,没有Delamination(分层),粉赤色是产品过IR后因不同材料不同膨胀系数的自然征象,正常。

接着,进行EMMI(Emission Micro Scope)比对(关于显微镜成像剖析,详细可参考维基百科。
经由微光显微镜验证,创造良品与不良品的征象相同,因而判断这片不良品的Chip并没有Crack的征象。

于是,接下来轮到电子显微镜上场,来帮助厘清问题了。

晶片(Die)的侧面:

晶片(Die)与底座接合处:

硅片的正面(500倍):

鸟瞰图(500倍) :

将铜线的连接处,局部放大到5000倍,创造问题了:

再放大到10000倍,看得更清楚了,创造了Crack(分裂):

那么,良品该当是若何的呢?如下图(5000倍):

再放大到10000倍,良品是没有分裂的:

至此,问题基本厘清了。
接下来,便是依照产品的批号等信息,回溯到工厂产线上卖力接线的设备和职员上了,间隔root cause也就不远了。
有网友可能会好奇,一个78L05,值得花费这么大的力气吗?实在,由于涉及到的量比较大,以是肯定是值得去剖析的。

实在7805的单颗本钱很低,但便是由于小零件出问题,导致全体系统就出大问题。
故障剖析的目的便是找出根本缘故原由(root cause),杜绝问题再次涌现。
希望这篇文章,能够帮到大家理解到更微不雅观的IC内部的天下!

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