飛納電鏡和離子研磨儀在元器件封裝失效分析的案例分享

瀏覽次數(shù)：1132　發(fā)布日期：2022-10-27　來(lái)源：本站　僅供參考，謝絕轉(zhuǎn)載，否則責(zé)任自負(fù)

如果說(shuō)電子芯片，是沙子千錘百煉的蛻變；那電子器件封裝，是它一展拳腳的筋骨肉身。電子器件封測(cè)的成功總是千篇一律，但不成功的封裝卻總是千奇百怪，話不多說(shuō)，開(kāi)始嘍！

器件焊線連接芯片和引腳，連接芯片一端，一般為第一焊點(diǎn)（DB 代稱），另一端連接金屬框架引腳（WB 代稱），這兩處的焊接性能是封裝失效分析重點(diǎn)關(guān)注的部分，下面就以此案例，分享一些器件封裝失效分析的小知識(shí)，小編拋磚引玉，大家相互交流學(xué)習(xí)。

為了清晰觀測(cè)到失效位置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)情況，本次元器件分析樣品使用飛納電鏡結(jié)合離子研磨儀無(wú)損拋光的方式，來(lái)對(duì)位置 1#WB、2#DB，不噴金進(jìn)行SEM-EDS 以及 SEM-ECCI 分析。

2#DB 第一焊點(diǎn)失效分析

從第一焊點(diǎn) DB 截面形狀來(lái)看，打線的能量很足，金球形變很大，從 EICC 相來(lái)看，應(yīng)力分布在頸部。

掃描電鏡下可見(jiàn)金線與焊盤(pán)合金化不夠理想，合金層不連續(xù)，芯片焊盤(pán)和金線之間未形成良好的金屬間化合物，連接強(qiáng)度勢(shì)必會(huì)收影響，即便短期不出問(wèn)題，長(zhǎng)期抗疲勞情況也較為堪憂。

1#WB 截面失效分析

再來(lái)看 WB 情況，情況更為糟糕，恐怕是直接造成此次器件失效的直接原因。

從切面來(lái)看兩個(gè)焊點(diǎn)完全失效，焊點(diǎn)完全從鍵合區(qū)分離，造成開(kāi)路失效。扁平的焊球表明熔球溫度與鍵合壓力不是故障的主要原因。鍵合區(qū)表面污染，可能是導(dǎo)致鍵合失效的潛在原因，但掃描電鏡圖像顯示 ball bond 底部極為平整，不像是 ball bond 壓到異物之后的形成的形狀，而更像是 ball bond 鍵合后由于某種原因脫離而成。再進(jìn)一步放大看細(xì)節(jié)。

焊盤(pán)鍍銀層有異常凹陷，封裝過(guò)程中銀層脫落碎屑有搬移并填充在引線和焊盤(pán)之間，封裝膠有疏松堆積。

結(jié)合能譜結(jié)果分析，可以看見(jiàn)封裝膠遷移、流動(dòng)和堆積。而且案例中所選用的金線，EDS 分析含有多種金屬，尤其含有微量的有毒重金屬汞，推測(cè)應(yīng)為電子垃圾回收金，大家可要擦亮眼睛，這是 RoSH 重點(diǎn)關(guān)注的有毒有害金屬。

1#WB 截面 EDS 結(jié)果

能譜結(jié)果發(fā)現(xiàn)，銅-鎳-銀焊盤(pán)與封裝膠界面能譜分析，銀層有很大沉積顆粒，界面還有硅異質(zhì)顆粒。

焊盤(pán)和基板與封裝膠嚴(yán)重分離縫隙明顯，封裝過(guò)程中銀層脫落碎屑有搬移，封裝膠與異物邊緣堆積。

以上就是一個(gè)元器件封裝失效分析的具體案例，結(jié)合離子研磨儀的制樣方法，使用飛納電鏡（SEM－EDS 聯(lián)用）對(duì)樣品進(jìn)行封裝失效分析測(cè)試，不僅可以清晰觀測(cè)失效位置的 SEM 形貌和 ECCI 相，還可以結(jié)合能譜結(jié)果進(jìn)一步做綜合分析，任何缺陷都將無(wú)處藏匿。

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