- サイトリニューアルのお知らせ
本サイトはリニューアルのため2022年3月に閉鎖致します。新しいサイトは https://www.eurofins.co.jp/efql/になります。ブックマークいただいている方は変更をお願いいたします。
電子部品の故障解析
部品が壊れた！その原因は？故障原因の調査をお手伝いいたします
こんなお悩みや課題はありませんか？
故障解析を行いたいが、十分な設備を保有していない。
搭載部品の故障解析を行いたいが、購入先・調達先が原因調査に応じてくれない。
部品メーカより故障解析結果の報告を受けたが、納得がいかない／検証したい。
非破壊解析
故障解析の手順として、故障発生状況を把握し、外観観察と電気特性から故障メカニズムを推測します。
ロックイン赤外線発熱解析、3D-X線透視解析、超音波探査（SAT）等から最適な非破壊解析を選択し、異常箇所を絞込みます。
電気特性の確認
IV特性確認
正常品と故障部品のIV特性を比較することで、特性異常を確認。
特定端子のオープン傾向を検出。
IV特性確認
TDR確認
ネットワークアナライザを使用し、正常品と故障部品のTDR比較で波形の差異を確認。
差異の位置（白丸部、横軸は時間）から、オープン箇所を推定。
※TDR（Time Domain Reflectometry：時間領域反射）
TDR確認
異常箇所・内部構造の確認
ロックイン赤外線発熱解析
発熱画像と実際のイメージを重ね合わせることで、容易に故障個所を特定。
ショート傾向が確認されたIC部品をロックイン赤外線解析装置を用いて解析。
IC部品のサブストレート基板に発熱部を検出し、ショート箇所を特定。
発熱部
3D-X線透視解析
X線による透視像とサンプルを回転・合成させた3次元像(CT)により、断層像と、3次元像による確認が可能。
3次元像での正確な寸法測定ができるほか、接合部の剥離等が検出できるケースもある。
IC内部の剥離箇所
超音波探傷（C-SAM, SAT）
部品内部の構造や異常個所を超音波で観察する。
ICパッケージ内の樹脂剥離、部品の接合部の均一性（写真上）、張り合わせ部品の未着箇所（写真下）、アルミダイキャストの巣など、空洞となっている箇所を検出可能。
部品の接合部の均一性（写真上）
張り合わせ部品の未着箇所（写真下）
破壊解析
パッケージ樹脂開封を行い、光学顕微鏡やエミッション顕微鏡での観察、機械的研磨での走査電子顕微鏡(SEM)観察等から原因を推定します。
更に、材料の状態、異物の特定、表面／破断面の解析等、材料分析の観点から、集束イオンビーム加工観察装置(FIB-SEM)による加工・観察、透過型電子顕微鏡(TEM)による観察等にて原因を推定します。
異常個所の観察
光学顕微鏡による観察
故障部品のパッケージ樹脂を酸により除去し、光学顕微鏡にてチップを観察。 チップ表面の剥離（変色部分）と推定。
剥離（変色部分）
パッケージ開封後のSEM観察
配線層にダメージを与えない為にレーザーオープナーにより樹脂を除去。
SEM観察によりサブストレート基板配線の断線を確認。
パッケージ開封後のSEM観察
断面研磨加工後のSEM観察
故障箇所の断面研磨を行い、SEM観察を実施。
パッケージ樹脂とサブストレート基板間にクラックが確認され、機械的なストレス印加による配線の断線と推定。
断面研磨後のSEM観察
パッケージ樹脂開封
半導体部品の解析で避けて通れないパッケージ樹脂の開封。
一般的なパッケージ開封方法にて発生する問題は、樹脂と共に銅ワイヤも溶解されてしまい以後の調査に支障が出る点であり、
IC形状や解析内容に合わせダメージを抑えた手法が求められます。
当社では、銅(Cu)ワイヤや銀(Ag)ワイヤを残した状態で(※)、パッケージ開封を行うことが可能です。
※樹脂、ワイヤ形状によってはあらかじめ条件出しが必要となる場合があります。
開封後のワイヤの状態は、樹脂種、ワイヤ種、形状等により程度が異なりますので、ご希望の解析が可能か是非ご相談ください。
銅(Cu)ワイヤ使用ICのパッケージ開封
既存のパッケージ開封方法では樹脂と共に銅ワイヤも溶解され、後の調査に支障が出る点であり、IC形状や解析内容に合わせダメージを抑えた手法が求められます。
銅(Cu)ワイヤ使用ICのパッケージ開封
銀(Ag)ワイヤ使用ICのパッケージ開封
銀(Ag)ワイヤへは金ワイヤと同等の特性を持ち、ボンディング設備が流用可能な利点がある一方、薬品ダメージが大きいため、ICパッケージの開封には特殊な開封手法が必要となります。
銀(Ag)ワイヤ使用ICのパッケージ開封
材料分析
透過型電子顕微鏡（TEM）
電解Niめっき上半田接合部に対しTEM分析を実施。
微細なカーケンダボイド、Sn相中にNi3Sn4金属間化合物を確認。
Sn相の硬さが変化しクラックが発生しやすくなる可能性あり。
電解Niめっき上半田接合部
オージェ電子分光装置（AES）
実装不良が発生。正常・不良半田ボールをAES深さ方向分析で比較。
半田ボールB（不良）は、半田ボールA（正常）より酸化膜が厚く成長。
実装不良の発生はこれが原因と推測。
AESによる正常品・不良品比較
