电迁移疲劳测试

信息概要

• 电迁移疲劳测试是针对电子互连结构如集成电路互连的可靠性评估方法，主要用于评估在电流和热应力作用下的材料迁移和疲劳失效行为。
• 检测的重要性在于预测产品寿命、防止早期失效、提高产品质量和可靠性，确保电子设备在高温高电流环境下的稳定运行，减少现场故障风险。
• 检测信息概括包括通过加速测试模拟实际工况，测量参数如电阻变化和裂纹扩展，以评估电迁移和疲劳性能，为设计改进提供数据支持。

检测项目

• 电阻变化率
• 电流密度
• 温度系数
• 迁移激活能
• 平均失效时间
• 黑克定律验证
• 晶界扩散系数
• 表面扩散系数
• 体积扩散系数
• 应力迁移
• 电迁移速率
• 疲劳循环次数
• 裂纹萌生时间
• 裂纹扩展速率
• 界面剥离强度
• 金属化层厚度
• 线宽变化
• 接触电阻
• 绝缘电阻
• 介电强度
• 热阻
• 热膨胀系数
• 杨氏模量
• 硬度
• 粘附力
• 腐蚀速率
• 氢脆敏感性
• 氧化层厚度
• 掺杂浓度
• 载流子迁移率
• 漏电流
• 阈值电压
• 跨导
• 饱和电流

检测范围

• 集成电路
• 微处理器
• 存储器芯片
• 逻辑芯片
• 模拟芯片
• 功率器件
• 传感器
• MEMS器件
• 光电器件
• 射频器件
• 混合信号芯片
• ASIC
• FPGA
• SoC
• 封装基板
• 引线框架
• 焊球
• 铜互连
• 铝互连
• 钨插塞
• 通孔
• 微凸点
• TSV
• 键合线
• 倒装芯片
• 晶圆级封装
• 系统级封装
• 柔性电路
• 印刷电路板
• 电子组件
• 半导体激光器
• 功率模块

检测方法

• 加速寿命测试：通过提高温度和电流加速产品失效，以快速评估寿命。
• 扫描电子显微镜分析：使用电子束扫描样品表面，观察形貌和裂纹细节。
• 透射电子显微镜分析：通过电子穿透薄样品，获取高分辨率微观结构信息。
• 聚焦离子束切割：利用离子束准确切割样品，制备截面用于分析。
• X射线衍射：测量晶体结构和应力状态，分析材料变形。
• 原子力显微镜：通过探针扫描表面，测量粗糙度和力学性能。
• 四探针法：使用四个探针测量薄层电阻，评估导电性。
• 霍尔效应测量：应用磁场测量载流子浓度和迁移率。
• 热重分析：在加热过程中测量质量变化，分析热稳定性。
• 差示扫描量热法：比较样品和参比的热流，测定热性能如玻璃化转变温度。
• 动态力学分析：施加交变力测量模量和阻尼，评估机械疲劳。
• 纳米压痕：使用纳米级压头测量硬度和弹性模量。
• 划痕测试：通过划痕评估薄膜粘附强度。
• 拉力测试：施加拉伸力测量断裂强度。
• 剪切测试：施加剪切力评估界面强度。
• 疲劳测试：循环加载测量材料疲劳寿命。
• 电化学阻抗谱：应用交流电分析界面电化学特性。
• 深能级瞬态谱：通过电容瞬变测量半导体中缺陷能级。
• 二次离子质谱：用离子溅射分析元素深度分布。
• 俄歇电子能谱：检测表面元素组成和化学态。
• X射线光电子能谱：利用X射线激发光电子，分析化学键合。
• 热循环测试：通过温度循环模拟热疲劳。

检测仪器

• 扫描电子显微镜
• 透射电子显微镜
• 聚焦离子束系统
• X射线衍射仪
• 原子力显微镜
• 四探针台
• 霍尔效应测量系统
• 热重分析仪
• 差示扫描量热仪
• 动态力学分析仪
• 纳米压痕仪
• 划痕测试仪
• 万能试验机
• 疲劳试验机
• 电化学项目合作单位
• 质谱仪
• 能谱仪
• 探针台
• 高温炉