印制板及其组件(PCB&PCBA)是电子产品的核心部件,PCB&PCBA的可靠性直接决定了电子产品的可靠性。为了保证和提高电子产品的质量和可靠性,对失效进行全面的理化分析,确认失效的内在机理,从而有针对性地提出改善措施。
电子元器件失效分析的目的是借助各种测试分析技术和分析程序确认电子元器件的失效现象,分辨其失效模式和失效机理,确认最终的失效原因,提出改进设计和制造工艺的建议,防止失效的重复出现,提高元器件可靠性。
集成电路复杂度与性能要求的持续攀升,叠加设计、制造、封装及应用环节的潜在风险,导致短路、开路、漏电、烧毁、参数漂移等关键失效模式频发。这不仅造成昂贵的器件报废与系统宕机,更常引发设计方、代工厂、封测厂与终端用户间的责任争议,带来重大经济损失与信誉风险。
高分子材料性能要求持续提升,而客户对高要求产品及工艺的理解差异,导致断裂、开裂、腐蚀、变色等典型失效频发,常引发供应商与用户间的责任纠纷及重大经济损失。
金属构件服役环境日益苛刻,对材料性能和结构可靠性提出更高要求。然而,设计缺陷、材料瑕疵、制造偏差或不当使用等因素,极易引发疲劳断裂、应力腐蚀开裂、氢脆、蠕变、磨损、过载变形等典型失效。
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芯片在SMT后外观完好,内部却严重烧毁?!

发布时间: 2025-10-31 00:00
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QFN芯片封装技术以其独特的技术特点和广泛的应用领域,在现代电子产品制造中发挥着越来越重要的作用。

某QFN芯片在经历SMT封装后,于上电测试阶段暴露出失效问题,具体表现为电源输出的B5引脚发生对地短路,而芯片外观及结构均保持完好无损。为深入探究这一失效现象的根源,我们特别选取了4片存在该问题的不良PHY IC与4片同批次且表现正常的良品PHY IC进行对比分析。


芯片在SMT后外观完好,内部却严重烧毁?


1.IV测试

测试结果是NG1~NG4样品的B5、B23、B25、A30引脚与GND都是短路的。

IV测试

IV测试




2.X-RAY测试

用X-RAY测试系统测试NG1~NG4、OK1样品,观察NG1~NG4、OK1样品芯片。X-RAY测试结果未发现NG芯片有明显异常。

X-RAY测试

3.CSAM测试

通过测试NG1~NG4、OK1,来确定失效样品的内部状态。测试结果是NG1、NG2、NG4、OK1无分层现象,NG3有分层现象,如图43所示。

CSAM测试




4.开封测试

NG1的晶元A30引脚对应绑定线有熔断现象,NG1~NG4晶元A30对应的位置都有烧毁痕迹,晶元其他位置无明显异常。NG1~NG4晶元A30引脚烧毁属于过流烧毁。

开封测试

开封测试




5.SEM测试

NG1~NG4的损伤位置一致,都在A30附近,损伤类型都属于烧毁损伤,说明A30引脚有较大电流流过。

SEM测试

SEM测试




6.模拟测试

芯片的A30引脚正常电压为3.3V,模拟测试用直流12V进行过压。对OK4的A30与GND之间接12V直流电,限流200mA,通电不超过1s,反复三次后用IV曲线测试仪测试B23、B25、A30三个引脚的IV曲线,发现对GND都是短路的。然后对OK4进行开封测试,检查损伤位置与原失效样品现象一致。




模拟测试




7.总结与建议

结论:导致PHY IC失效的主要原因是:A30引脚在电路中出现过压而引起的过流烧毁A30引脚对应晶元上的键合位置,导致B5、B23、B25对地短路。


建议:

1.做好SMT过程中的ESD防护工作。

2.板级排查过压来源,避免测试过程中异常电压的引入。



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