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富士通のハードディスクに不良」記事へのコメント

  • 告知ページ読んでみたのですがさっぱりわかりません。
    要約すると
    不具合の原因は「外部から購入したコントローラLSIに一部不良品が混在していたため」
    高温多湿の環境使用すると作動不良になる。

    温度が影響する部分
    ・チップの作動
    ・電解コンデンサーの劣化
    ・温度による膨張。

    湿度が影響する部分
    ・モーター等可動部分
    ・ヘッド関連
    ・水分に影響され易い素材

    高温多湿の多湿とLSIチップの不具合の関係がわかりません。

    起動時に認識しないのであれば、
    • by Anonymous Coward
      エレクトロマイグレーション(EM)という現象は、LSI内部の配線材料(アルミニウム)がイオン化して移動してしまい、本来つながってはいけないところが接続されてしまう(ショートしてしまう)現象です。配線が微細化するほど問題になりやすい(隣の配線
      • 少なくとも、EMと半導体業界で呼ばれるものとは、
        原理も起こる現象の説明も違ってますが・・・(汗)。
        #どこでそんな説明を聞き込んだんです??

        >エレクトロマイグレーション(EM)という現象は、
        >LSI内部の配線材料(アルミニウム)がイオン化して移動して
        >しまい、

        ・・・って、原理から違ってるし(汗)。
        エレクトロマイグレーションってのは、電子の流れによる原子の移動です。
        #一般向けの適切な用語説明はまだないかな・・・。
        ここ [nistep.go.jp]の4.2項にちょっとだけ書いてありますね。

        電流を長時間一定方向に流し続けていると、電子の流れが配線の原子を
        --
        ---- redbrick
        • by Anonymous Coward on 2002年07月29日 22時16分 (#135479)
          http://www1.coralnet.or.jp/fjk/migre/mg100.htm

          ここの定義からすると、
          #134687のACさんが説明してるのはイオンマイグレーション、
          redbrickさんが前半に説明してるのは固体マイグレーション(狭義のエレクトロマイグレーション)
          redbrickさんが後半に説明してるのはイオンマイグレーション、
          cassandroさんが前半に説明してるのは固体マイグレーション(狭義のエレクトロマイグレーション)
          cassandroさんが前半に説明してるのはエレクトロマイグレーションとは似て異なる腐食性生成物、
          ということで腐食性生成物以外は、皆さん説明してるのは広義のエレクトロマイグレーションということで
          どなたも間違いではなさそうです。

          なんでこんな行き違いになったかを考えると、
          半導体業界で多く発生するのはアルミ断線等の固体マイグレーション、
          プリント基板業界で多く発生するのは鉛、銅などのイオンマイグレーションのようですので、
          半導体業界ではエレクトロマイグレーション=固体マイグレーション、
          プリント基板業界ではエレクトロマイグレーション=イオンマイグレーション、
          とする文化があったりするのではなかろうか、と。(憶測です)

          ちなみに私は半導体もプリント基板も購入させていただいてる立場ですが、
          今回の件調べてみるまでマイグレーションという言葉すら知りませんでした。:P
          redbrickさんは、半導体業界の方とのことですが、
          リン系難燃剤の配合ミスとかの面から考えても今回の件説明つきませんでしょうか?
          私にはどうも今回飛び交ってるキーワードであるリン、LSI内部ショート、 マイグレーション、高温多湿がうまく結びつきませんです。
          親コメント
          • >ttp://www1.coralnet.or.jp/fjk/migre/mg100.htm

            このページの前後を見て頂ければお分かりの様に、これは半導体の故障モードの考察と言うよりは、プリント基板等での故障モードの考察ですね。明確には書いてはありませんが、使用している語句(フェノール基板、銀のイオンマイグレーション、等々)からすれば、その様に解するのが妥当な内容です。半導体と基板(あるいは基板に部品を装着する場合)は雰囲気すら相当異なります。よって、半導体の故障モードに付いて言う場合、基板についての事項は本当に参考程度に止めて置かれた方が良いと考えます。

            エレクトロマイグレーションに狭義も広義も無いのでは、と考えます。確かに電気化学的なマイグレーションの場合、絶縁体の上を導体が「走る」場合はあります。ですが、電子衝撃によって金属原子が動いてしまう(これがエレクトロマイグレーション)で、絶縁体の上を金属の角が伸びる様な事は通常あり得えません。

            redbrickさんも書かれていますが、シリコンにドープ/インプラントする燐なぞほんの微量で、かつシリコンの結晶中に共有結合で取り込まれているものですから、それがダイ(チップ)から溶けだして悪さをする事は通常考えられません。「燐、高温多湿」から推測出来る故障モードは先に書いたPSGによるアルミニューム配線の燐酸腐食ですが、実は「はて?」なんです。パッシベーション膜にPSGなぞ、まだ使ってる所はあるのでしょうかね?

            パッケージ素材中の不純物による故障とすれば、ぼくはそっち方面では無かったので分かりません。ただ、燐系難燃剤の問題として燐の流出という事はあるので、パッシベーション膜次第ではダイ表面の配線が燐酸腐食等の悪影響を食らう可能性はあるかな、とは思います。
            親コメント
            • リン系難燃剤が関係してるとすると、
              マイグレーションより燐酸腐食のほうが怪しいのですね、
              参考になりますです。

              2chへの流出情報ですが、(消えてたらごめんなさい)
              エポキシ樹脂の難燃剤(リン系?)の問題であると、
              富士通が対外的に説明していることが伺えます。
              #あくまで対外的にだと思うので、どこまで真実
              • > http://fujityu.tripod.co.jp/fhddd.txt [tripod.co.jp]
                >この不具合は、HDD製造メーカー製ICのパッケージ材料に用いるエポキシ
                >樹脂に使用された難燃剤が温度、湿度により経年変化をおこし、ICの
                >リード線間でショートを起こしたことにより発生していることがわかっている。

                ですか。うーむ、どうですかねえ、基板レベルの話、あるいは半導体のパッケージングの話、という事ですかねえ。

                ダイ(チップ)とピンをつなぐ線はリード線とは言わずに(ボンディング)ワイヤと言うのが普通と思いますけど、須崎事業部長なる人はプロセス屋さんではなくPC屋さんと考えるのが妥当、とすればプロセス屋さんが使う言葉を使わない可能性はあるかと。リード線がLSIのピンの意味なら基板レベル(原因はLSIパッケージとしても)、ボンディングワイヤならLSIのパッケージング、でしょうか。

                ともあれ、ダイレベルの話では無さそうですね。
                親コメント
              • 鋭いですね。須崎さんはIAサーバ、xSeriesの責任者です。
          • 詳細な解説、ありがとうございます。
            非常に分かりやすいです。
            #他の方が提示してくださった、富士通のサイトにある
            #信頼性関係の資料も、皮肉なことに非常に分かりやすい(汗)。

            ただ、マイグレーションの定義、正しいんですが、現象の発生場所を
            明示しないと、原理は明確でも、個々を区別しにくいと思います。
            #わたしが挙げた前者はchip内配線のエレクトロマイグレーション、
            #後者はPKG外のリード間のイオンマイグレーションになるのでしょう。

            >134687のACさんが説明してるのはイオンマイグレーション、

            文脈を見ると、「配線の」「微細化」という記述があるので、
            発生箇所がchip内の配線と推測しましたが、chip内部での
            イオンマイグレーションは、めったに起こらない、と
            わたしは判断します。
            #理由は前述。

            >cassandroさんが前半に説明してるのは固体マイグレーション
            >(狭義のエレクトロマイグレーション)

            これは、わたしが挙げた前者とほぼ同じ意味だと思います。
            #違っていたら指摘お願いします>all

            >cassandroさんが前半に説明してるのはエレクトロ
            >マイグレーションとは似て異なる腐食性生成物、

            これは、富士通のサイトの資料にあるコロージョンのことみたいですね。
            場所的にはchip外部、パッケージ内部の領域でまず起こり、chip周辺を
            侵蝕してchip内部にダメージを与えたり、PADなどの接触部分を酸化して
            接点不良を起こし、デバイスの動作をおかしくするのでしょう。
            #残念ながら、わたしはPSGのカバーのことは昔話でしか
            #聞いたことないので、指摘されるまで思い出せませんでした。

            >半導体業界で多く発生するのはアルミ断線等の固体マイグレーション、
            >プリント基板業界で多く発生するのは鉛、銅などのイオン
            >マイグレーションのようですので、半導体業界では
            >エレクトロマイグレーション=固体マイグレーション、
            >プリント基板業界ではエレクトロマイグレーション=
            >イオンマイグレーション、とする文化があったりするのでは
            >なかろうか、と。(憶測です)

            わたしの業種ではデバイスを作って顧客に渡すところまでなので、
            エレクトロマイグレーションは配線(とビアとコンタクト)しか
            考慮しないのは確かですね。
            #で、通常わたしのまわりでは「EM」と略して呼びます。

            プリント基板業界ではどうなのでしょう?
            #マイグレーションとだけ呼んでいるのかな?

            >リン系難燃剤の配合ミスとかの面から考えても今回の件
            >説明つきませんでしょうか?

            このあたりのpdf [mew.co.jp]とかを見ると、リン系難燃剤の添加には
            吸湿という割合厳しい、けど克服不能ではない副作用が付きまとう
            ように思えます。
            #つーか、これがそのまま結論を予想させる重要な資料に見えます(汗)。

            >私にはどうも今回飛び交ってるキーワードであるリン、
            >LSI内部ショート、 マイグレーション、高温多湿がうまく
            >結びつきませんです。

            LSI内部ショートではなく、パッケージ内ショートに置き換えたなら、
            それなりにスジがつながってきそうな気がします。
            #以下はわたしの想像ですが・・・、
            #デバイス封入樹脂に加えるリン系難燃剤の配合比を間違えてしまい、
            #パッケージが信頼性基準を超えて高吸湿能を持ってしまっているとすると、
            #その状況では、PKG内部へ水分が保持されやすく、リン酸も
            #生成し保持されやすいのではないかと思います。
            #で、リン酸は電解質として使われることもあるので、
            #リン酸がパッドなど、完全に被覆されてない金属部分や、
            #(わたしは寡聞にしてその存在を知らないのですが)金以外の
            #ボンディングワイヤに触れて、金属を侵食し、金属イオンを取り込み、
            #その状態で電位差のあるワイヤやPAD間での導通が起きてイオン
            #マイグレーションが起き、電解による結晶成長でショート、と
            #いうことであれば、電解、つまり液系の化学反応の温度依存性と
            #電解質を供給するための湿度への依存性が現れても、特に
            #おかしくはないのではないかなぁ、と、推測することは
            #出来そうです。
            #・・・・あくまで推測に過ぎませんが、こうなると話が繋がって
            #きませんか?
            --
            ---- redbrick
            親コメント
            • あ、なんか富士通がリン系難燃剤の事に触れた記述では、
              デンドライトなんかのブリッジショートは起きてるとは
              確認されてないみたいですね。
              #リンが酸化吸湿したリン酸での導通だけ、ってのもあるのかな。
              #エポシキ系の封入樹脂が多孔質の電解質担体として働いてしまえば、
              #液系と言ってもごく微量の電解液で導通が起こる可能性も
              #ありそう・・・かな??
              --
              ---- redbrick
              親コメント

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