電気的不良位置特定解析とSEM／SAM観察の基礎：マイコン講座 不良解析編（2）（1/4 ページ）

マイコンメーカーが作成する「不良解析レポート」を理解するために必要な基礎知識の習得を目指す連載「マイコン講座 不良解析編」。今回は、不良位置を特定する解析について紹介していく。

[菅井賢（STマイクロエレクトロニクス），EDN Japan]

不良位置を特定するための解析

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　前回に引き続き、マイコンメーカーが作成する「不良解析レポート」を理解するために必要な基礎知識を解説していく。

　今回は、電気的不良位置特定解析である「モールド樹脂開封後、内部観察」「OBIRCH観察」「EMMIテスト」と、これらの解析結果に基づいて実施される「レイアウト解析による位置特定」「光学顕微鏡およびSEMによる観察」「SAMによる観察」について解説していく。

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電気的不良位置特定解析

　「電気的特性評価」を行って、異常が見つかった場合、次にその異常箇所を特定する解析が必要になる。ここでは電気的に異常の位置を特定する解析手法を解説する。

モールド樹脂開封後の内部観察

　マイコンのモールド部分を薬品（＝一般的には発煙硝酸を使用）で溶かして除去し、ダイを露出させる。そして、ダイ表面に物理的破損がないかどうか、顕微鏡などを使い目視で検査する。最も簡単で原始的な方法であるが、大きな損傷であれば、この検査で異常を見つけられる。

モールド樹脂開封後の内部観察でチェックする内容

マイコンの内部（ダイ、ボンディングワイヤ、リードフレームなど）の破壊、損傷。

光ビーム加熱抵抗変動（OBIRCH）

　光ビーム加熱抵抗変動は英語でOptical Beam Induced Resistance Changeと言い、その頭文字をとってOBIRCH（オバーク）と呼ばれる。これはマイコンに一定電圧を印加した状態で電流を流し、そこにレーザーを照射し、レーザーによる発熱を利用して異常箇所を見つける装置だ。レーザーを照射すると、メタル層などの電流経路（内部配線部分）で局所的に温度上昇が発生する。温度上昇が発生すると抵抗値の変化が生じる。もし、ボイド（微小な空洞）や欠陥などの異常があると、その部分の温度対抵抗値の温度係数は正常な箇所と異なるため、異常箇所を電流変動として検出できる。図1（a）に示すように、レーザーを平面的に照射して、照射箇所の電流変動を可視化することで、不良箇所を見つけ出せる。

図1：OBIRCH （クリックで拡大）

　不良箇所は図1（b）のように、モニター上に発光箇所が現れて、位置を特定できる。

OBIRCHでチェックする内容

主に配線上の異常箇所（配線やビア内のボイドや析出物の位置、コンタクトの抵抗異常、配線ショート箇所）を特定する。また、DC電流経路を可視化する。