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» 2017年07月31日 11時00分 UPDATE

マイコン講座 不良解析編(3):二次物理解析 ―― PVCチェッカーと断面図解析 (4/4)

[菅井賢(STマイクロエレクトロニクス),EDN Japan]
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FIB(集束イオンビームFocused Ion Beam)

 プリント基板上に電気回路を形成する場合、もし配線ミスなどが判明すると、物理的に配線を切ったり、つないだりして修復することは容易である。しかし、マイコンのようにシリコン上に、イオンを注入(Implantation)したり、メタルを蒸着(Vapor deposition)したりして形成された電気回路ではそうはいかない。マイコンの電気回路を物理的に変更することは至難の業である。

 ところが、FIBを用いると、ある程度の修正であれば可能である。電気回路上に不良を見つけた時にFIBを使って、回路変更を行い、不良回路を修復した上で、正常動作を確認することが可能だ。

 FIBとは、集束されたイオンをビーム状にして、マイコンの表面に当てる装置である。イオンビームにより表面の原子をはじきとばして、削ったり、穴を空けたりできる。また、低エネルギーのイオンビームにすると、イオンが当った場所にメタル(Pt、Wなど)を付着させ、「蒸着」と同じ効果を得ることができる。すなわちプリント基板上の回路の修正と同じように、マイコンの電気回路の配線を切ったり、つないだりできる。

 図6にメタル層が断線して、それを修復する手順を簡単に示す。断線しているメタル層まで穴を掘って、そこにメタルを埋めこめば、埋め込んだメタルが断線を修復して、正常配線に戻せる。

図6:FIBの加工手順例

 さらにFIBはイオンビームを当てる面積を変えられるので、比較的広い範囲でメタルを堆積させると、観測用のパッドが出来上がり、EBテスターなどで、論理動作を確認する際に、内側の配線も最上部まで引き出せて、便利である。

FIBでチェックする内容

マイコンの電気回路上の不良箇所を修復して、正常動作に戻るか確認する。

また、内側の配線を表面まで引き出し、EBテスターなどのための観測パッドを形成する。


【不良解析編 終わり】

筆者プロフィール

菅井 賢(すがい まさる)
(STマイクロエレクトロニクス マイクロコントローラ製品部 アプリケーション・マネージャー)

 日系半導体メーカーにて、25年以上にわたりマイコンの設計業務に携わる。その後、STマイクロエレクトロニクスに入社し、現在までARM Cortex-Mプロセッサを搭載したSTM32ファミリの技術サポート業務に従事。ARMマイコン以外にも精通しており、一般的な4ビットマイコンから32ビットマイコンまで幅広い知識を有する。業務の傍らマイコンに関する技術論文や記事の執筆を行っており、複雑な技術を誰にでも分かりやすい文章で解説することがモットー。


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