Microscopía SQUID de barrido

En física de la materia condensada , la microscopía SQUID de barrido es una técnica que utiliza un dispositivo de interferencia cuántica superconductora (SQUID) para obtener imágenes de la intensidad del campo magnético superficial con resolución micrométrica . Un pequeño SQUID se monta en una punta que luego se barre cerca de la superficie de la muestra a medir. Dado que el SQUID es el detector de campos magnéticos más sensible disponible y se puede construir con anchos submicrométricos mediante litografía , el microscopio SQUID de barrido permite medir campos magnéticos con una resolución y sensibilidad sin precedentes. El primer microscopio SQUID de barrido fue construido en 1992 por Black et al. ^{[ 2 ].} Desde entonces, la técnica se ha utilizado para confirmar la superconductividad no convencional en varios superconductores de alta temperatura, incluidos los compuestos YBCO y BSCCO .

El microscopio SQUID de barrido se basa en el SQUID de CC de película delgada . Un SQUID de CC consta de electrodos superconductores en un patrón de anillo conectados por dos uniones Josephson de enlace débil (véase la figura). Por encima de la corriente crítica de las uniones Josephson, la diferencia de voltaje idealizada entre los electrodos viene dada por ^{[ 3 ].}

${\displaystyle {\begin{aligned}V&={\frac {R}{2}}{\sqrt {I^{2}-I_{0}^{2}}},\\&={\frac {R}{2}}\left(I^{2}-\left(2I_{c}\cos \left(\pi {\frac {\Phi }{\Phi _{0}}}\right)\right)^{2}\right)^{\frac {1}{2}},\end{aligned}}}$

donde R es la resistencia entre los electrodos, I es la corriente , I ₀ es la supercorriente máxima , I _c es la corriente crítica de las uniones Josephson, Φ es el flujo magnético total a través del anillo y Φ ₀ es el cuanto de flujo magnético .

Por lo tanto, un SQUID de CC puede utilizarse como transductor de flujo a voltaje . Sin embargo, como se observa en la figura, el voltaje entre los electrodos oscila sinusoidalmente con respecto a la cantidad de flujo magnético que pasa a través del dispositivo. En consecuencia, un SQUID por sí solo solo puede utilizarse para medir el cambio en el campo magnético a partir de un valor conocido, a menos que el campo magnético o el tamaño del dispositivo sean muy pequeños, de modo que Φ  <  Φ ₀ . Para utilizar el SQUID de CC para medir campos magnéticos estándar, se debe contar el número de oscilaciones en el voltaje a medida que cambia el campo, lo cual es muy difícil en la práctica, o utilizar un campo magnético de polarización de CC separado paralelo al dispositivo para mantener un voltaje constante y, por consiguiente, un flujo magnético constante a través del circuito. La intensidad del campo que se mide será entonces igual a la intensidad del campo magnético de polarización que pasa a través del SQUID.

Aunque es posible medir directamente la tensión continua entre los dos terminales del SQUID, debido a que el ruido suele ser un problema en las mediciones de CC, se utiliza una técnica de corriente alterna . Además del campo magnético de polarización de CC, también se emite un campo magnético de CA de amplitud constante, con una intensidad de campo que genera Φ  <<  Φ ₀ , en la bobina de polarización. Este campo de CA produce una tensión de CA con una amplitud proporcional al componente de CC en el SQUID. La ventaja de esta técnica es que la frecuencia de la señal de tensión se puede elegir lejos de la de cualquier fuente potencial de ruido. Mediante el uso de un amplificador lock-in, el dispositivo puede medir únicamente la frecuencia correspondiente al campo magnético, ignorando muchas otras fuentes de ruido.

Un microscopio SQUID de barrido es un sistema de imagen de campo cercano de alta sensibilidad para la medición de campos magnéticos débiles mediante el desplazamiento de un dispositivo de interferencia cuántica superconductora ( SQUID ) a través de un área. El microscopio puede mapear cables conductores enterrados midiendo los campos magnéticos producidos por las corrientes, o puede utilizarse para obtener imágenes de los campos producidos por materiales magnéticos. Al mapear la corriente en un circuito integrado o un encapsulado, se pueden localizar cortocircuitos y verificar los diseños de chips para comprobar que la corriente fluye donde se espera.

Como el material del SQUID debe ser superconductor, las mediciones deben realizarse a bajas temperaturas. Normalmente, los experimentos se llevan a cabo por debajo de la temperatura del helio líquido (4,2  K) en un refrigerador de helio-3 o un refrigerador de dilución . Sin embargo, los avances en el crecimiento de películas delgadas de superconductores de alta temperatura han permitido utilizar en su lugar el enfriamiento con nitrógeno líquido , que es relativamente económico . Incluso es posible medir muestras a temperatura ambiente enfriando únicamente un SQUID de alta _Tc y manteniendo la separación térmica con la muestra. En cualquier caso, debido a la extrema sensibilidad de la sonda SQUID a los campos magnéticos parásitos, generalmente se utiliza algún tipo de blindaje magnético . Lo más común es un blindaje hecho de mu-metal , posiblemente en combinación con una "lata" superconductora (todos los superconductores repelen los campos magnéticos mediante el efecto Meissner ).

La sonda SQUID propiamente dicha se fabrica generalmente mediante deposición de película delgada, con el área SQUID delimitada mediante litografía . Se puede utilizar una amplia variedad de materiales superconductores, pero los dos más comunes son el niobio , debido a su relativamente buena resistencia al daño por ciclos térmicos , y el YBCO , por su alta Tc  >  77 K y _su  relativa facilidad de deposición en comparación con otros superconductores de alta _Tc . En ambos casos, se debe elegir un superconductor con una temperatura crítica superior a la de funcionamiento . El propio SQUID puede utilizarse como bobina captadora para medir el campo magnético, en cuyo caso la resolución del dispositivo es proporcional a su tamaño. Sin embargo, las corrientes dentro o cerca del SQUID generan campos magnéticos que se registran en la bobina y pueden ser una fuente de ruido. Para reducir este efecto, también es posible fabricar el SQUID a un tamaño muy pequeño, pero conectarlo a un bucle superconductor externo de mayor tamaño situado lejos del SQUID. El flujo a través del circuito será detectado y medido, induciendo así un voltaje en el SQUID.

La resolución y la sensibilidad del dispositivo son proporcionales al tamaño del SQUID. Un dispositivo más pequeño tendrá mayor resolución pero menor sensibilidad. El cambio en el voltaje inducido es proporcional a la inductancia del dispositivo, y las limitaciones en el control del campo magnético de polarización, así como los problemas electrónicos, impiden que se mantenga un voltaje perfectamente constante en todo momento. Sin embargo, en la práctica, la sensibilidad en la mayoría de los microscopios SQUID de barrido es suficiente para casi cualquier tamaño de SQUID en muchas aplicaciones, por lo que la tendencia es hacer el SQUID lo más pequeño posible para mejorar la resolución. Mediante técnicas de litografía por haz de electrones es posible fabricar dispositivos con un área total de 1 ^a 10 μm²  , aunque los dispositivos de decenas a cientos de micrómetros cuadrados son más comunes.

El propio SQUID se monta sobre una viga en voladizo y se opera en contacto directo con la superficie de la muestra o justo por encima de ella. La posición del SQUID se controla generalmente mediante un motor paso a paso eléctrico . Dependiendo de la aplicación, pueden requerirse diferentes niveles de precisión en la altura del aparato. Operar a distancias más bajas entre la punta y la muestra aumenta la sensibilidad y la resolución del dispositivo, pero requiere mecanismos más avanzados para controlar la altura de la sonda. Además, estos dispositivos requieren una amortiguación de vibraciones exhaustiva para mantener un control preciso de la altura.

Microscopio SQUID de escaneo de alta temperatura

Un microscopio SQUID de barrido de alta temperatura que utiliza un SQUID de YBCO es capaz de medir campos magnéticos tan pequeños como 20 pT (aproximadamente 2 millones de veces más débiles que el campo magnético terrestre ). El sensor SQUID es lo suficientemente sensible como para detectar un cable incluso si transporta solo 10 nA de corriente a una distancia de 100  μm del sensor SQUID con un promedio de 1 segundo. El microscopio utiliza un diseño patentado que permite que la muestra bajo investigación esté a temperatura ambiente y en el aire mientras el sensor SQUID está bajo vacío y enfriado a menos de 80 K mediante un criorefrigerador. No se utiliza nitrógeno líquido. Durante la obtención de imágenes sin contacto y no destructivas de muestras a temperatura ambiente en el aire, el sistema logra una resolución espacial bruta, sin procesar, igual a la distancia que separa el sensor de la corriente o el tamaño efectivo del sensor, lo que sea mayor. Para localizar mejor un cortocircuito en un cable dentro de una capa enterrada, se puede utilizar una técnica de retroevolución de la Transformada Rápida de Fourier (FFT) para transformar la imagen del campo magnético en un mapa equivalente de la corriente en un circuito integrado o placa de circuito impreso. ^{[ 4 ] [ 5 ]} El mapa de corriente resultante se puede comparar con un diagrama de circuito para determinar la ubicación de la falla. Con este posprocesamiento de una imagen magnética y el bajo ruido presente en las imágenes SQUID, es posible mejorar la resolución espacial en factores de 5 o más con respecto a la imagen magnética limitada por el campo cercano. La salida del sistema se muestra como una imagen en falso color de la intensidad del campo magnético o magnitud de la corriente (después del procesamiento) en función de la posición en la muestra. Después del procesamiento para obtener la magnitud de la corriente, este microscopio ha logrado localizar cortocircuitos en conductores con una precisión de ±16  μm a una distancia de corriente del sensor de 150  μm. ^{[ 6 ]}

El funcionamiento de un microscopio SQUID de barrido consiste simplemente en enfriar la sonda y la muestra, y barrer con la punta la zona donde se desean realizar las mediciones. Dado que el cambio de voltaje correspondiente al campo magnético medido es bastante rápido, la intensidad del campo magnético de polarización se controla normalmente mediante electrónica de retroalimentación. Esta intensidad de campo se registra en un sistema informático que también monitoriza la posición de la sonda. Asimismo, se puede utilizar una cámara óptica para seguir la posición del SQUID con respecto a la muestra.

Como su nombre lo indica, los SQUID están hechos de material superconductor. Por lo tanto, necesitan enfriarse a temperaturas criogénicas inferiores a 90 K (temperaturas de nitrógeno líquido) para los SQUID de alta temperatura y a menos de 9 K (temperaturas de helio líquido) para los SQUID de baja temperatura. Para los sistemas de imágenes de corriente magnética, se utiliza un SQUID de alta temperatura pequeño (de aproximadamente 30 μm de ancho). Este sistema ha sido diseñado para mantener un SQUID de alta temperatura, hecho de YBa₂Cu₃O₇ _,  enfriado _{por debajo de 80} K y en vacío mientras el dispositivo bajo prueba está a temperatura ambiente y en aire. Un SQUID consta de dos uniones túnel Josephson que están conectadas entre sí en un bucle superconductor (ver Figura 1). Una unión Josephson está formada por dos regiones superconductoras separadas por una delgada barrera aislante. Existe corriente en la unión sin ninguna caída de voltaje, hasta un valor máximo, llamado corriente crítica, _I₀ . Cuando el SQUID se polariza con una corriente constante que excede la corriente crítica de la unión, los cambios en el flujo magnético, Φ, que atraviesa el bucle del SQUID producen cambios en la caída de voltaje a través del SQUID (véase la Figura 1). La Figura 2(a) muestra la característica I-V de un SQUID, donde ∆V es la profundidad de modulación del SQUID debido a campos magnéticos externos. El voltaje a través de un SQUID es una función periódica no lineal del campo magnético aplicado, con una periodicidad de un cuanto de flujo, Φ ₀ =2,07×10 ⁻¹⁵ Tm ² (véase la Figura 2(b)). Para convertir esta respuesta no lineal en una respuesta lineal, se utiliza un circuito de retroalimentación negativa para aplicar un flujo de retroalimentación al SQUID y así mantener constante el flujo total a través del SQUID. En dicho bucle de bloqueo de flujo, la magnitud de este flujo de retroalimentación es proporcional al campo magnético externo aplicado al SQUID. Se puede encontrar una descripción más detallada de la física de los SQUID y la microscopía SQUID en otras fuentes. ^{[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}

El microscopio SQUID de barrido se desarrolló originalmente para un experimento destinado a probar la simetría de apareamiento del superconductor cuprato de alta temperatura YBCO. Los superconductores estándar son isotrópicos con respecto a sus propiedades superconductoras, es decir, para cualquier dirección del momento del electrón.${\displaystyle k}$En el superconductor, la magnitud del parámetro de orden y, en consecuencia, la brecha de energía superconductora serán las mismas. Sin embargo, en los superconductores de cuprato de alta temperatura, el parámetro de orden sigue la ecuación${\displaystyle \Delta (k)=\Delta _ {0}(cos (k_ {x} a) - (k_ {y} a))}$Esto significa que al cruzar cualquiera de las direcciones [110] en el espacio de momentos se observa un cambio de signo en el parámetro de orden. La forma de esta función es igual a la de la función armónica esférica l  =  2 , lo que le da el nombre de superconductividad de onda d. Dado que los electrones superconductores se describen mediante una única función de onda coherente, proporcional a exp(- i φ), donde φ se conoce como la fase de la función de onda, esta propiedad también puede interpretarse como un desfase de π bajo una rotación de 90 grados.

Esta propiedad fue aprovechada por Tsuei et al. ^{[ 13 ]} mediante la fabricación de una serie de uniones Josephson de anillo de YBCO que cruzaban los planos de Bragg [110] de un único cristal de YBCO (figura). En un anillo de unión Josephson, los electrones superconductores forman una función de onda coherente, al igual que en un superconductor. Dado que la función de onda debe tener un único valor en cada punto, el factor de fase global obtenido tras recorrer todo el circuito Josephson debe ser un múltiplo entero de 2π, ya que, de lo contrario, se obtendría un valor diferente de la densidad de probabilidad dependiendo del número de veces que se recorriera el anillo.

En YBCO, al cruzar los planos [110] en el espacio de momento (y real), la función de onda experimentará un cambio de fase de π. Por lo tanto, si se forma un dispositivo de anillo Josephson donde este plano se cruza (2 n +1) veces, se observará una diferencia de fase de (2 n +1)π entre las dos uniones. Para 2 n , o número par de cruces, como en B, C y D, se observará una diferencia de fase de (2 n )π. Comparado con el caso de uniones de onda s estándar, donde no se observa ningún cambio de fase, no se esperaban efectos anómalos en los casos B, C y D, ya que la propiedad de valor único se conserva, pero para el dispositivo A, el sistema debe hacer algo para que se mantenga la condición φ=2 n π. En la misma propiedad que subyace al microscopio SQUID de barrido, la fase de la función de onda también se ve alterada por la cantidad de flujo magnético que pasa a través de la unión, siguiendo la relación Δφ=π(Φ ₀ ). Como predijeron Sigrist y Rice, ^{[ 14 ]} la condición de fase puede mantenerse en la unión mediante un flujo espontáneo en la unión de valor Φ ₀ /2.

Tsuei et al. utilizaron un microscopio SQUID de barrido para medir el campo magnético local en cada uno de los dispositivos de la figura y observaron un campo en el anillo A de magnitud aproximadamente igual a Φ₀ _/ 2A , donde A era el área del anillo. El dispositivo registró un campo nulo en B, C y D. Estos resultados proporcionaron una de las primeras y más directas confirmaciones experimentales del apareamiento de onda d en YBCO.

El microscopio SQUID de escaneo puede detectar todo tipo de cortocircuitos y rutas conductoras, incluyendo defectos de circuitos abiertos resistivos (RO), como protuberancias agrietadas o vacías, vías delaminadas, pistas agrietadas/ mordeduras de ratón y orificios pasantes metalizados (PTH) agrietados. Puede mapear distribuciones de potencia en paquetes, así como en circuitos integrados (CI) 3D con vías pasantes de silicio (TSV), sistemas en paquete (SiP), módulos multichip (MCM) y chips apilados. El escaneo SQUID también puede aislar componentes defectuosos en dispositivos ensamblados o placas de circuito impreso (PCB). ^{[ 15 ]}

Localización de cortocircuitos en encapsulados semiconductores de unión por hilo avanzados

Fuente: ^{[ 16 ]}

Los encapsulados avanzados de unión por hilo, a diferencia de los encapsulados tradicionales de matriz de rejilla de bolas (BGA), tienen múltiples filas de almohadillas en el chip y múltiples niveles en el sustrato. Esta tecnología de encapsulado ha planteado nuevos desafíos para el análisis de fallos. Hasta la fecha, la microscopía acústica de barrido (SAM), el análisis de reflectometría en el dominio del tiempo (TDR) y la inspección por rayos X en tiempo real (RTX) eran las herramientas no destructivas utilizadas para detectar fallos de cortocircuito. Desafortunadamente, estas técnicas no funcionan muy bien en los encapsulados avanzados de unión por hilo. Debido a la alta densidad de unión por hilo en estos encapsulados, es extremadamente difícil localizar el cortocircuito con la inspección RTX convencional. Sin información detallada sobre dónde podría producirse el cortocircuito, intentar una desencapsulación destructiva para exponer tanto la superficie del chip como los hilos de unión conlleva grandes riesgos. El grabado químico húmedo para eliminar el compuesto de moldeo en una gran área a menudo resulta en un sobregrabado. Además, incluso si el encapsulado se desencapsula correctamente, la inspección visual de los hilos de unión de múltiples niveles es una búsqueda a ciegas.

Los datos de la microscopía SQUID de barrido (SSM) son imágenes de densidad de corriente e imágenes de pico de corriente. Las imágenes de densidad de corriente proporcionan la magnitud de la corriente, mientras que las imágenes de pico de corriente revelan la trayectoria de la corriente con una resolución de ± 3 μm. Obtener los datos SSM del escaneo de paquetes avanzados de unión de cables es solo la mitad de la tarea; la localización de fallas aún es necesaria. El paso crítico es superponer las imágenes de corriente o de trayectoria de corriente SSM con archivos CAD, como diagramas de unión o imágenes RTX, para determinar la ubicación de la falla. Para permitir la alineación de la superposición, se realiza una alineación de referencia óptica de dos puntos. El borde del paquete y el fiducial del paquete son las marcas del paquete más convenientes para la alineación. Basándose en el análisis de datos, la localización de fallas mediante SSM debería aislar el cortocircuito en el chip, los cables de unión o el sustrato del paquete. Una vez agotados todos los enfoques no destructivos, el paso final es el reprocesamiento destructivo para verificar los datos SSM. Dependiendo del aislamiento de la falla, las técnicas de reprocesamiento incluyen descapsulación, lapeado paralelo o sección transversal.

Corto en paquetes multipilados

Fuente: ^{[ 17 ]}

Los cortocircuitos eléctricos en encapsulados de chips multicapa pueden ser muy difíciles de aislar de forma no destructiva, especialmente cuando un gran número de hilos de conexión se cortocircuitan. Por ejemplo, cuando un cortocircuito eléctrico se produce por el contacto entre dos hilos de conexión, el análisis de rayos X puede ayudar a identificar posibles ubicaciones de defectos; sin embargo, defectos como la migración de metal en las almohadillas de conexión o el contacto de los hilos con otras estructuras conductoras pueden ser muy difíciles de detectar con técnicas no destructivas que no sean eléctricas. En este caso, la disponibilidad de herramientas analíticas que permiten mapear el flujo de corriente eléctrica dentro del encapsulado proporciona información valiosa para guiar al analista de fallos hacia posibles ubicaciones de defectos.

La figura 1a muestra el esquema de nuestro primer caso de estudio, que consiste en un paquete de chips de triple apilamiento. La imagen de rayos X de la figura 1b ilustra la dificultad de encontrar posibles puntos de cortocircuito para los analistas de fallas. En particular, esta es una de las unidades que presentaban fallas y recuperaciones inconsistentes durante las pruebas de confiabilidad. Se realizaron análisis de reflectometría en el dominio del tiempo y de rayos X en estas unidades, sin éxito en el aislamiento de los defectos. Tampoco se observó ninguna indicación clara de defectos que pudieran producir el modo de falla de cortocircuito eléctrico observado. Dos de estas unidades se analizaron con SSM.

La conexión eléctrica del pin defectuoso a un pin de tierra produjo la trayectoria de corriente eléctrica que se muestra en la figura 2. Esta trayectoria eléctrica sugiere fuertemente que la corriente fluye de alguna manera a través de todas las redes de tierra a través de una trayectoria conductora ubicada muy cerca de las almohadillas de conexión de alambre desde la vista superior del paquete. Con base en el análisis eléctrico y de diseño del paquete, se puede inferir que la corriente fluye a través de las almohadillas de conexión de alambre o que las conexiones de alambre están de alguna manera tocando una estructura conductora en la ubicación especificada. Después de obtener resultados SSM similares en las dos unidades bajo prueba, un análisis destructivo adicional se centró en la pequeña región de cortocircuito potencial, y mostró que la conexión de alambre del pin defectuoso está tocando la parte inferior de uno de los chips apilados en la posición XY específica resaltada por el análisis SSM. La vista de sección transversal de una de esas unidades se muestra en la figura 3.

Se detectó un defecto similar en la segunda unidad.

Cortocircuito entre pasadores en el paquete de compuesto de moldeo

En este ejemplo, la falla se caracterizó como un cortocircuito de ocho ohmios entre dos pines adyacentes. Los cables de conexión a los pines de interés se cortaron sin que esto afectara el cortocircuito medido en los pines externos, lo que indica que el cortocircuito estaba presente en el encapsulado. Los intentos iniciales de identificar la falla mediante análisis radiográfico convencional no tuvieron éxito. Posiblemente, la parte más difícil del procedimiento sea identificar la ubicación física del cortocircuito con un grado de confianza suficientemente alto como para permitir el uso de técnicas destructivas para revelar el material causante del cortocircuito. Afortunadamente, ahora se dispone de dos técnicas analíticas que pueden aumentar significativamente la eficacia del proceso de localización de fallas. ^{[ 18 ]}

Detección mediante dispositivo de interferencia cuántica superconductora (SQUID)

Una característica común a todos los cortocircuitos es el movimiento de electrones desde un potencial alto a uno más bajo. Este movimiento físico de la carga eléctrica crea un pequeño campo magnético alrededor del electrón. Con suficientes electrones en movimiento, el campo magnético resultante puede detectarse mediante sensores superconductores. Los instrumentos equipados con dichos sensores pueden seguir la trayectoria de un cortocircuito a lo largo de su recorrido a través de una pieza. El detector SQUID se ha utilizado en el análisis de fallos durante muchos años ^{[ 19 ]} y ahora está disponible comercialmente para su uso a nivel de encapsulado. La capacidad del SQUID para rastrear el flujo de corriente proporciona un mapa virtual del cortocircuito, incluyendo la ubicación en planta del material que lo provoca en el encapsulado. Utilizamos las instalaciones SQUID de Neocera para investigar el fallo en el encapsulado de interés, con pines que transportaban 1,47 miliamperios a 2 voltios. El análisis SQUID de la pieza reveló una trayectoria de corriente clara entre los dos pines de interés, incluyendo la ubicación del material conductor que unía los dos pines. El escaneo SQUID de la pieza se muestra en la Figura 1.

Radiografía de baja potencia

La segunda técnica de localización de fallas se abordará de forma algo inusual, ya que se utilizó para caracterizar esta falla tras el análisis SQUID, como muestra de evaluación para un proveedor de equipos. La capacidad de enfocar y analizar rayos X de baja potencia y detectar su presencia o ausencia ha mejorado hasta el punto de que la radiografía ahora permite identificar características que antes eran imposibles de detectar. El equipo de Xradia se utilizó para inspeccionar la falla de interés en este análisis. En la Figura 2 se muestra un ejemplo de sus hallazgos. La característica mostrada (que también es el material responsable de la falla) es un filamento de cobre de aproximadamente tres micrómetros de ancho en sección transversal, imposible de detectar con nuestro equipo de radiografía interno.

El principal inconveniente de esta técnica es su escasa profundidad de campo, que requiere numerosos cortes en una misma muestra para detectar partículas o filamentos muy pequeños. Con la alta magnificación necesaria para resolver características micrométricas, la técnica puede resultar prohibitivamente costosa, tanto en tiempo como en dinero. En efecto, para sacarle el máximo partido, el analista necesita saber de antemano dónde se encuentra la falla. Esto convierte a la radiografía de baja potencia en un complemento útil para la técnica SQUID, pero no en un sustituto eficaz en general. Probablemente, lo mejor sería utilizarla inmediatamente después de la técnica SQUID para caracterizar la morfología y la profundidad del material causante del cortocircuito, una vez que esta técnica haya localizado su ubicación.

Cortometraje en un paquete 3D

El examen del módulo mostrado en la Figura 1 en el Laboratorio de Análisis de Fallas no encontró evidencia externa de la falla. ^{[ 20 ]} Los ejes de coordenadas del dispositivo se eligieron como se muestra en la Figura 1. Se realizó radiografía del módulo en tres vistas ortogonales: lateral, frontal y superior; como se muestra en la Figura 2. Para los fines de este documento, la vista de rayos X superior muestra el plano xy del módulo. La vista lateral muestra el plano xz, y la vista frontal muestra el plano yz. No se observaron anomalías en las imágenes radiográficas. La excelente alineación de los componentes en las miniplacas permitió una vista superior despejada de las placas de minicircuito. Se observó que la construcción interna del módulo consistía en ocho miniplacas apiladas, cada una con un solo microcircuito y condensador. Las miniplacas se conectaban con los pines externos del módulo mediante el exterior chapado en oro del paquete. La inspección externa reveló que las ranuras cortadas con láser creaban un circuito externo en el dispositivo, el cual se utiliza para habilitar, leer o escribir en cualquiera de los ocho dispositivos EEPROM en la pila vertical encapsulada. En cuanto a la nomenclatura, los paneles dorados cortados con láser en las paredes exteriores del paquete estaban etiquetados con los números de los pines. Las ocho miniplacas estaban etiquetadas del TSOP01 al TSOP08, comenzando en la parte inferior del paquete, cerca de los pines del dispositivo.

Las pruebas eléctricas pin a pin confirmaron que los pines 12, 13, 14 y 15 de Vcc estaban conectados eléctricamente, presumiblemente a través del panel exterior de oro común en la pared del paquete. De igual manera, los pines 24, 25, 26 y 27 de Vss también estaban conectados. La comparación con las imágenes de rayos X mostró que estos cuatro pines se canalizaban en una única pista ancha en las miniplacas. Todos los pines de Vss estaban en cortocircuito con los pines de Vcc con una resistencia determinada por la pendiente de la curva I-V de aproximadamente 1,74 ohmios, lo que indica una baja resistencia que no es un defecto ESD. De igual manera, se consideró que una sobrecarga eléctrica era una causa improbable de la falla, ya que la pieza no había estado bajo alimentación desde que se calificó en la fábrica. La geometría tridimensional del módulo EEPROM sugirió el uso de imágenes de corriente magnética (MCI) en tres o más lados planos para construir la trayectoria de la corriente del cortocircuito dentro del módulo. Como se indicó, los ejes de coordenadas seleccionados para este análisis se muestran en la Figura 1.

• Efecto Josephson
• teoría BCS
• Física de bajas temperaturas
• CALAMAR
• Análisis de fallos
• Semiconductor

• John Kirtley , uno de los pioneros en la microscopía SQUID de barrido.
• Diseño y aplicaciones de un microscopio SQUID de barrido. Archivado el 6 de julio de 2008 en Wayback Machine.
• Centro de Investigación sobre Superconductividad, Universidad de Maryland
• Neocera LLC