摘要：近年来，国内集成电路封装测试面对剧烈变化的外部环境和竞争格局，针对面临的机遇和挑战，积极探索有效发展策略。通过技术创新、人才引进和并购等举措全面提升了企业核心竞争力，积累了创建世界一流大型封测企业的成功经验。
关键词：集成电路；工作原理；可靠性
中图分类号：TU768 文献标识码：A 文章编号：2095-3178（2018）20-0426-01
引言
90年代以来，集成电路技术得到了快速发展，尺寸不断缩小，集成度和性能不断提高，引入大量新材料、新工艺和新的器件结构。新发展给集成电路类产品的可靠性要求带来了新的巨大挑战。一方面产品更新换代会引起人们对产品可靠性的怀疑，另一方面一旦产品出现失效会对用户造成损失，损失往往远大于产品本身的价值，因此这类产品的可靠性受到了用户的高度重视。
1 集成电路的工作原理及组成结构
集成电路，一般简称IC，英文名为integrated circuit，它是一种新型、微型的电子元件或者零部件。通常情况下集成电路采用一种特定的工艺方法，把很多的微电子元件集成到一个硅片上，一般这些电子元件包括晶体管、二极管、电容电阻、电感等，现如今基本所有集成电路的都是以硅作为基础材料，再在其基础上通过扩散或者渗透的工艺方法让其形成N型、P型的半导体或者P-N结。让其在电路板上结合其他元器件一起来完成一些特定功能的电路模块，比如说一些我们平时生活中常见的一些承担运算、导电、存储功能的电子设备。人们把集成电路也称作半导体集成电路，因为一般的集成电路的基板都是半导体材料，然后再在基板上把把至少一个有源元件或者更多的元件相互之间连接到一起，让其完成一些特定功能的元器件。它们一般通过半导体材料所特有的电子空穴导电能了来进行通电，让电流通过半导体上的引线和引脚来进行输入或者输出电流信号，完成半导体集成电路的索要完成的特定功能。人们一般认为集成电路是罗伯特·诺伊思（在硅（Si）的基础上发明的集成电路）和杰克·基尔比（在锗（Ge）的基础上发明的集成电路）发明的。
2 可靠性分析
2.1 集成电路常见的失效形式分析及控制措施
2.1.1 集成电路中常见的物理失效形式是ESD静电放电模式和LATCH-UP损伤模式而在实际的工作中静电放电模式有分为HBM人体放电模式（hnman-babymodel）、MM机器放电模式（MachineModel）、CDM存电元件模式（Charged-deviceModel）等。从最末端客户使用数据统计，在现实生活中，ESD静电放电模式和LATCH-UP损伤模式占整个集成电路失效的80%以上。
2.1.2 现如今在集成电路的失效分析过程中，我们一般都是进过四步来进行失效分析首先针对失效集成电路开封前的检查。一般我们把开封前的检查称作无损失效分析，就是在不损坏样品，不出去电气包装的情况下，来判断样品是否失效的过程。无损失效分析技术一般分为两个方面，外观分析和X射线分析和扫描声学显微镜分析。外观分析，一般就是用肉眼进行观察，看集成电路外观是否有明显的损伤和缺失。就比如说封装是否牢固，引脚焊接是否有缺焊或者焊接缺陷等等。X射线检分析是利用X射线的透视检测样品，如果样品有缺陷的话，测试的X射线在成像的过程中就会出现不一样的情况。X射线检测一般能检测出集成电路中引线方面缺陷的问题。扫描声学显微镜检测则是运用超声波探测样品内部的缺陷，其主要的工作方式是能超声波检测样品的内部，通过内部的情况反映出不同的反射时间和反射距离，然后通过对这些数据的统计整理，找出样品中有缺陷的部分。超声波检测一般检测的是因为集成电路在塑封是水汽或高温对元器件造成的损坏。相比有损失效分析损坏样品、可能遗失样品信息的缺点，无损失效分析技术更突显出自身的优势。其次是对已经失效的集成电路进行开封采取镜检。开封要严格做到不损坏集成电路的内部线路，根据各自不同的目的或封装方式，采用不同的开封方法。以下是几种普遍的开封方法：
（1）全剥离法，是将集成电路外部完全去除，只保留内部一个完整的芯片对内部的电路进行观察，此方法的缺点是内部电路引线都被破坏，将无法通电测试。
（2）局部去除法，它是利用研磨机对芯片上的树脂进行研磨直达芯片，如此做的优点是在开非的过程中不会伤害芯片内部的电路和引线，开封后的电气元件还可以通过通电测试。
（3）全自动法，是用硫酸喷射来去除想要去除的局部元件。再次是对确认失效的集成电路进行电性分析。
电性分析技术一般包括缺陷式定位、电路分析法以及微探针检测分析三方面。
（1）缺陷定位。缺陷的具体定位是集成电路失效地位中一项重要而且困难的问题。确定了元件的具体失效位置才能进行下一步的工作。所以缺陷定位重要性不言而喻。OBIRCH技术、Emission显微镜技术以及液晶热点检测技术是集成电路失效分析缺陷定位提供了更多的方法。
（2）电路分析法。就是通过集成电路的原理图和芯片电路的图纸，结对比芯片失效情况，逐步排查集成电路的失效形式，缩小检查的范围，然后运用）微探针检测技术确定失效的元件的方法。
（3）微探针检测技术。微探针检测技术一般是配合着电路分析法一起使用，用微探针来测量内部器件上的电压参数值，比如引脚的电压、电流、伏安特性曲线等。最后是对失效的集成电路通过物理分析。
物理分析方式一般都分为聚焦离子束方式、扫描电子显微镜方式、透射电子显微镜方式以及VC定位技术。
（1）聚焦离子束（FIB）是運用电透镜
把粒子束聚焦到一个特别微小的尺寸来对失效的集成电气进行切割的方式，一般聚焦离子束系统由离子源、离子束聚焦和样品台三部分组成。聚焦离子束主要对集成电路进行剖面，而往的方法一般都是纯手工研磨切除或者是全自动法的方式去除，虽然说传统的这两种方法可以得到内部的元件，但其却存在着手工操作人为因素大、失误率高的风险。而聚焦离子束切削可以很精确的做到切削过程，而且切削准确率高。
（2）扫描电子显微镜（SEM）
是一种高分辨率的微型观察仪器，它由扫描系统和信号检测放大系统两部分组成，其工作原理是通过聚焦的电子束冲击电器元件表面从而反馈回来信号，然后将这些信号放大并呈现在连接的屏幕上产生图像。经过对图像的分析对集成电路进行判断。
（3）透射电子显微镜（TEM）
一般透射电子显微镜的分辨率可以达到0.1nm，相比扫描电子显微镜，它能够更清晰的反映出集成电路上的一些问题，对于集成电路的研究可以更加的深入，对于电路中的缺陷排查，能够更准确快速的查找和确认。
（4）VC定位技术（Voltage Contrast）
该技术是自SEM或FIB的基础上演变出来的新型技术，它的处出现在确定集成电路失效方面变得更为高效，更加快速的确定缺陷的位置。VC定位技术的工作原理就是利用SEM的电子束或者FIB的离子束在电路板表面进行扫描来得到电路板表面不同位置的不同电势，在屏幕上表现出来不同的亮度对比。VC定位技术则是通过检测不同的亮度对比，找出异常的亮点，来确定失效点的位置。
3 结语
集成电路产业发展还有一段非常漫长的路要走，但作为一项非常光荣的使命，相信我们各方之间只要肩并肩，携手并进，把工作落到实处，必然能够为集成电路产业的更好发展做出属于我们的一份贡献。
参考文献
[1]栗晶晶，张智容.集成电路的现状及其发展趋势[J].科学论坛，2014.
[2]张汝京等.纳米集成电路制造工艺[M].清华大学出版社，2014.