客戶生產(chǎn)的主板進行 ICT測試存在異常，進一步發(fā)現(xiàn)內(nèi)部 IC芯片存在微短路現(xiàn)象，并反饋“測試電流稍大，短路會消失；甚至萬用表量測，短路也可能會消失”?，F(xiàn)送不良品進行失效分析，以期找出失效原因。
二、分析方案
1. X-Ray檢測:對樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行二維透視成像
2. LIT熱點偵測分析:定位樣品“微短路”缺陷位置
3. CT無損檢測:三維重構(gòu)樣品內(nèi)部缺陷特征
4. 等離子開封:暴露樣品內(nèi)部微短路缺陷
5. SEM-EDS分析:觀測樣品內(nèi)部微短路缺陷形貌并確認成分
6. 分析結(jié)論
三、分析過程
3.1 X-Ray 檢測
對不良品進行X-Ray檢測，樣品內(nèi)部未發(fā)現(xiàn)異常。
3.2 LIT 熱點偵測分析
LIT 熱點偵測(測試電流情況: 10mA/20mA)未發(fā)現(xiàn)異常。由于電阻太小(ICT 測試約1.1ohm)，熱點偵測的測試電流過大，導(dǎo)致短路現(xiàn)象消失。這與客戶描述的“測試電流稍大，短路會消失”相符合。
3.3 CT 無損檢測
CT 檢測發(fā)現(xiàn)：
1.不良品內(nèi)部存在“絲狀異物”，連接芯片內(nèi)部焊點，造成“微短路”現(xiàn)象。
2.“絲狀異物”呈現(xiàn)近似斷裂狀態(tài)，靠近芯片底部。
3.4 等離子開封分析
等離子開封主要刻蝕有機塑封材料，對金屬層幾乎無效，故先對芯片表面進行手工研磨，才能讓等離子體直接刻蝕塑封料。開封結(jié)果發(fā)現(xiàn)：“絲狀異物”呈現(xiàn)亮白色，且周圍存在空隙。
3.5 SEM-EDS 分析
對等離子開封后的芯片進行SEM-EDS分析發(fā)現(xiàn)：
1.亮白色“絲狀異物”的主要成分為焊料，以金屬絲狀(直徑約10.6μm)形式存在于填料中，沿著填料縫隙連接上下線路。
2.芯片內(nèi)部線路的填料以大小顆粒交叉填充存在，“微短路”位置存在空隙。
EDS成分分析結(jié)果(wt%)
本次分析的不良品芯片采用的封裝工藝(見以下參考圖)：倒裝工藝(Flip Chip)，即在芯片焊盤上形成凸點(通常是焊料、銅柱或金凸點)然后將芯片翻轉(zhuǎn)，使凸點與基板上的對應(yīng)焊盤對準，通過回流焊或熱壓合實現(xiàn)電氣與機械連接，最后填充底部填充膠以緩解熱應(yīng)力。
倒裝芯片參考示意圖
四、結(jié)論
1.芯片與基板封裝過程中，倒裝焊點間的焊料溢流形成金屬絲連接，導(dǎo)致了微短路，屬于回流焊工藝不良所致的封裝工藝缺陷。
2.因金屬絲凸起阻礙了底部填充膠的流動，導(dǎo)致樹脂填料無法完全填滿間隙， 形成了未填充空隙。
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