摘要：計(jì)算機(jī)重要的部件之一是顯卡芯片。由于其顯示異常常常造成不必要的麻煩，對其不能正常顯示的原因做一分析是很有必要的。按照嚴(yán)格的失效分析流程、使用芯片失效分析的方法準(zhǔn)快速的查找的顯卡芯片不能正常顯示的原因?qū)τ谟?jì)算機(jī)的集成制造和顯卡芯片的品質(zhì)提高有著很好的幫助。由于顯卡芯片是一個(gè)高精密的半導(dǎo)體器件，因此使用半導(dǎo)體器件失效分析的基本流程的改進(jìn)流程來分析顯卡芯片的失效原因。

　　0 引言

　　計(jì)算機(jī)與顯示器之間相互連接主要的元件就是顯卡，顯卡將計(jì)算機(jī)的信號轉(zhuǎn)換處理為顯示器可以顯示的信號并傳導(dǎo)之計(jì)算機(jī)上去。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，顯卡的應(yīng)用是越來越多，同時(shí)由于集成度也是越來越高，導(dǎo)致顯卡不能正常顯示的概率也在逐漸升高。顯卡不能正常顯示的類型有：顯示花屏、顯示異色和無顯示等。本文針對顯卡芯片不能正常顯示的原因進(jìn)行分析，為解決顯卡不能顯示的問題提供借鑒和參考。

　　對于顯卡芯片不能正常顯示的檢測方法主要分為物理方法和化學(xué)方法。物理學(xué)檢測方法主要是通過物理手段檢測封裝和芯片，不損害主板，主要使用的方法有外觀檢測、超聲波掃描顯微鏡檢測、光學(xué)顯微鏡檢測、X射線檢測儀檢測、萬用表檢測、示波器檢測、顯卡芯片系統(tǒng)功能檢測、光發(fā)射顯微鏡檢測以及微切片檢測等方法；化學(xué)檢測的方法主要有濕化化學(xué)腐蝕法檢測、干化化學(xué)方式檢測等方法。

　　顯卡芯片功能異常的分析，其原則是先物理分析，后化學(xué)分析，先非破壞性分析，后破壞性分析，先外部分析，后內(nèi)部分析。其分析步驟按照以下步驟進(jìn)行①對有問題的主板進(jìn)行數(shù)據(jù)搜集，確認(rèn)其問題，進(jìn)行芯片交叉試驗(yàn)以及X-Ray檢測；②根據(jù)芯片的批次和生產(chǎn)日期查找其歷史失效的信息反饋和歷史測試的記錄；③對芯片內(nèi)部掃描檢測、外觀觀察、功能的檢測和電性的測試；④對于無法進(jìn)行失效復(fù)制則需把芯片重新焊接在主板上進(jìn)行系統(tǒng)分析；⑤對于可以復(fù)制芯片不良現(xiàn)象的情況，根據(jù)不破壞的測試結(jié)果可以定位失效的位置；⑥失效位置確定后選擇合適的打開的方式打開檢測；⑦去除鈍化層、金屬層、氧化層等部分，一面去除這些部位一面查找失效位置，直至查找到失效位置；⑧對于芯片失效的原因進(jìn)行總結(jié)，并給出分析。

　　1.外觀檢測

　　外觀檢測主要是使用光學(xué)顯微鏡檢測芯片表面的損傷，在50倍放大下，可以看到芯片表面的缺件、劃傷、破裂和碎裂等缺陷。

　　2.超聲波掃描顯微鏡檢測

　　超聲波掃描顯微鏡檢測技術(shù)可以在不拆封的情況下檢查芯片內(nèi)部的引線以及芯片界面完整情況、粘結(jié)的情況，芯片的界面分層和微裂紋的情況。芯片內(nèi)部顯卡Die的碎裂是引起顯卡不能正常顯示的一種原因，其實(shí)由硅制作而成，是脆性較高的材料，在日常的使用中如果不能正確的拆卸安裝顯卡散熱器易導(dǎo)致異常情況的發(fā)生，不均衡的外力壓迫顯卡Die也是造成其碎裂的一種外因。

　　顯卡芯片是一種濕敏電元件，在真空破裂受潮好，易導(dǎo)致Die碎裂。錯(cuò)誤使用Rewlrkprofile時(shí)也易造成芯片Die的碎裂。超聲波掃描顯微鏡檢測都可以檢測到這些。

　　3.系統(tǒng)級顯卡芯片功能測試

　　系統(tǒng)級顯卡芯片測試工具是在D O S或Unix環(huán)境下運(yùn)行顯卡專用測試軟件，它可有效分析和反映顯卡芯片內(nèi)部存在的問題，可有效縮短失效分析時(shí)問和確定失效位置。

　　4.微切片分析檢測

　　對芯片與主板的焊接點(diǎn)進(jìn)行微切片，通過金相顯微鏡檢查經(jīng)過鑲嵌打磨、拋光、微蝕的顯卡邊緣焊點(diǎn)，可以發(fā)現(xiàn)存在空洞和開裂的現(xiàn)象，開裂位置位置位于顯卡焊料球與PCB焊盤之間并且在焊點(diǎn)中可以發(fā)現(xiàn)尺寸在拒收范圍內(nèi)的巨大空洞。發(fā)生在IMC和PCB焊盤之間的空洞、焊接錫裂是顯卡芯片不能正常顯示的一種模式。顯卡焊接不實(shí)的主要原因有一下兩種：①在印刷電路板時(shí)焊接材料的不足；②錫銀合金層、焊接時(shí)產(chǎn)生的空洞和過粗過厚的錫銅等都會降低焊點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度，當(dāng)主板發(fā)生變形彎曲的時(shí)候就會造成焊接點(diǎn)的錫裂。對于以上問題的解決方案有：避免過粗、過厚的IMC的形成、在焊接過程中主板不要驟冷驟熱、優(yōu)化回流焊接工藝和實(shí)時(shí)檢測印刷下錫量等方法。

　　5.采用濕化化學(xué)腐蝕法對芯片開封檢測

　　將器件放入對塑封材料有高效分解作用的蝕刻劑的濃硫酸和發(fā)煙硝酸中加熱，在塑料被完全溶解之后取出芯片Die,首先使用無水酒精或者異丙醇清洗，隨后再用去離子氺沖洗干凈，使用顯微鏡觀察可發(fā)現(xiàn)DACAB1UE線路位置存在ESD損壞的情況。ESD損壞的主要原因有一下幾個(gè)：

　?、僦靼寮捌渖线叺闹骷尫诺撵o電造成的損壞；

　?、谠谟?jì)算機(jī)的生產(chǎn)全過程中都沒有離子風(fēng)扇，累積的靜電擊穿了芯片；

　　③生產(chǎn)設(shè)備及人員無接地靜電防護(hù)造成的損害。

　　總之，顯卡的功能和它的封裝方法有很大的關(guān)系，顯卡芯片不能正常顯示的原因分析是一項(xiàng)細(xì)致、復(fù)雜的工作，其分析流程是失效分析能否成功的關(guān)鍵因素之一。對其顯卡芯片失效的分析流程和分析方法的改進(jìn)提高可以將問題從錯(cuò)綜復(fù)雜的表象中提取出來，為解決實(shí)際應(yīng)用中的問題提高效果，提高顯卡芯片應(yīng)用在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成制造及測試中的生產(chǎn)品質(zhì)，同時(shí)也為提高顯卡芯片分析效能提供了切實(shí)的參考依據(jù)。，此顯卡芯片失效分析流程將對同類型芯片的失效分析流程及應(yīng)用提供有益借鑒。（作者：謝平）