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失效分析之集成電路“爆米花”

嘉峪檢測(cè)網(wǎng)        2015-12-28 23:23

1.案件背景:某功能模塊經(jīng)回流焊貼裝后,調(diào)試階段發(fā)現(xiàn)IC8422CN功能失效,第一引腳無(wú)輸出,部分不良可通過(guò)按壓IC暫時(shí)恢復(fù)。

 

2.失效模式:功能失效。

 

3.失效原因:引線內(nèi)球形焊點(diǎn)剝離。

 

4.分析結(jié)論:塑封IC受潮,過(guò)回流焊時(shí),由于高溫導(dǎo)致內(nèi)部水汽膨脹造成IC內(nèi)部粘結(jié)界面分層,分層產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力剝離球形焊點(diǎn)。

 

5.分析過(guò)程說(shuō)明:
a)外觀檢查。對(duì)失效IC進(jìn)行外觀檢查,目視下未發(fā)現(xiàn)明顯異常,體視顯微鏡觀察亦未發(fā)現(xiàn)明顯異常。

b)無(wú)損檢測(cè)。為進(jìn)一步確認(rèn)結(jié)構(gòu)失效模式及焊接質(zhì)量問(wèn)題,對(duì)NG樣品進(jìn)行X射線透視觀察,未發(fā)現(xiàn)無(wú)明顯異常。利用C-SAM對(duì)IC的內(nèi)部粘結(jié)情況進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)NG樣品關(guān)鍵區(qū)域存在分層現(xiàn)象,OK品粘結(jié)良好。

 

美信檢測(cè)

圖一 NG品內(nèi)部界面分層

 

c)電參數(shù)測(cè)試。為進(jìn)一步確認(rèn)失效模式,并定位失效點(diǎn)。對(duì)IC各引腳進(jìn)行I—V特性測(cè)試,對(duì)比NG樣品與OK品測(cè)試結(jié)果。發(fā)現(xiàn)NG品1#引腳呈開路特性,而OK品呈現(xiàn)PN結(jié)I—V特性。
d)開封鏡檢。對(duì)NG品進(jìn)行開封,利用金相顯微鏡檢查,未發(fā)現(xiàn)明顯異常。
e)SEM檢測(cè)。對(duì)開封后的IC進(jìn)行SEM檢測(cè),發(fā)現(xiàn)球形焊點(diǎn)存在機(jī)械應(yīng)力剝離現(xiàn)象。

 

美信檢測(cè)

圖二 集成電路1#引腳內(nèi)部球形焊點(diǎn)SEM圖

 

美信檢測(cè)

 

圖三 球形焊點(diǎn)局部放大圖

6.參考標(biāo)準(zhǔn):

GJB 548B-2005 微電子器件失效分析程序-方法5003
GB/T 17359-2012 電子探針和掃描電鏡X射線能譜定量分析通則
JEDEC020-J-STD-035 Acoustic Microscopy for Nonhermetic Encapsulated Electronic Components
IPC/JEDEC J-STF-020 塑料集成電路SMD的濕潮/回流敏感性分類。

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來(lái)源:深圳市美信檢測(cè)技術(shù)有限

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