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PCBA可靠度测试后,元件高电阻值异常,失效点如何找?

time : 2019-09-12 09:34       作者:凡亿pcb

电脑模拟元件上板应力匹配正常,PCBA可靠度实测却过不了,是元件与板材匹配问题?还是封装锡球的耐受度不够?
元件重新跨制程,经过可靠度验证,实验结果却显示高阻值异常失效点该如何找?
 
深圳宏力捷将分享一个以晶圆级晶片尺寸封装(WLCSP)的元件,进行上板可靠度验证后,产生失效的案例。此案例对于以锡球为封装形式的IC,亦是相当常见的失效形式。
 
所谓的WLCSP晶圆级晶片尺寸封装,全名Wafer Level Chip Scale Packaging,是指,直接将整片晶圆级封装制程完后,再进行切割,切完后封装体的尺寸等于原来晶粒的大小,后续利用重分布层(RDL),可直接将I/O拉出阵列锡球与PCB做连接。
 
也因随着轻薄短小的需求,WLCSP成为封装形式的主流,在WLCSP的封装体概念下衍生出Fan-in,Fan-out与Info等晶圆级封装体。然而,此类封装形式,在可靠度验证后,常见的失效模式,如锡球介面、吃锡不良,上板后应力匹配问题。
 
所以,当要确认WLCSP形式的元件,在可靠度验证后的失效点时,就更需要留意分析工具的时机点是否会有应力产生,免得反而破坏掉「命案现场」(原有的失效点),导致更难确认失效真因。
 
以下这个案例,深圳宏力捷提出三步骤,告诉你失效分析工具该如何选择?特别是什么时机点,命案现场才能够清除,快速让失效点(defect)无所遁形,轻易找到失效真因。
PCBA可靠度测试后,元件高电阻值异常,失效点如何找?
 
第一步骤 : 定位
针对可靠度实验后产生高阻的WLCSP元件,利用Thermal EMMI故障点热辐射传导的相位差,定位到失效位置,是在Solder Ball 地方。
第一步骤 : 定位
 
第二步骤 : 显像
接着,为了不破坏「命案现场」,因此使用3D X-ray进行立体图(左下图)与断面图(右下图)显像,找到原来是锡球(Solder Ball)有损毁状况。
第二步骤 : 显像
 
第三步骤 : 切片
在已确认Defect相对位置时,此时即可移除「命案现场」,使用低应力Plasma FIB工具,将失效断面切出并分析真因,找到原来是Solder Ball Crack状况,导致元件高阻值异常而失效。
第三步骤 : 切片