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電腦模擬元件上板應(yīng)力匹配正常，PCBA可靠度實(shí)測(cè)卻過(guò)不了，是元件與板材匹配問(wèn)題？還是封裝錫球的耐受度不夠？

元件重新跨制程，經(jīng)過(guò)可靠度驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻顯示高阻值異常失效點(diǎn)該如何找？

 

深圳宏力捷將分享一個(gè)以晶圓級(jí)晶片尺寸封裝(WLCSP)的元件，進(jìn)行上板可靠度驗(yàn)證后，產(chǎn)生失效的案例。此案例對(duì)于以錫球?yàn)榉庋b形式的IC，亦是相當(dāng)常見(jiàn)的失效形式。

 

所謂的WLCSP晶圓級(jí)晶片尺寸封裝，全名Wafer Level Chip Scale Packaging，是指，直接將整片晶圓級(jí)封裝制程完后，再進(jìn)行切割，切完后封裝體的尺寸等于原來(lái)晶粒的大小，后續(xù)利用重分布層（RDL），可直接將I/O拉出陣列錫球與PCB做連接。

 

也因隨著輕薄短小的需求，WLCSP成為封裝形式的主流，在WLCSP的封裝體概念下衍生出Fan-in，F(xiàn)an-out與Info等晶圓級(jí)封裝體。然而，此類封裝形式，在可靠度驗(yàn)證后，常見(jiàn)的失效模式，如錫球介面、吃錫不良，上板后應(yīng)力匹配問(wèn)題。

 

所以，當(dāng)要確認(rèn)WLCSP形式的元件，在可靠度驗(yàn)證后的失效點(diǎn)時(shí)，就更需要留意分析工具的時(shí)機(jī)點(diǎn)是否會(huì)有應(yīng)力產(chǎn)生，免得反而破壞掉「命案現(xiàn)場(chǎng)」(原有的失效點(diǎn))，導(dǎo)致更難確認(rèn)失效真因。

 

以下這個(gè)案例，深圳宏力捷提出三步驟，告訴你失效分析工具該如何選擇？特別是什么時(shí)機(jī)點(diǎn)，命案現(xiàn)場(chǎng)才能夠清除，快速讓失效點(diǎn)(defect)無(wú)所遁形，輕易找到失效真因。

 

第一步驟 : 定位

針對(duì)可靠度實(shí)驗(yàn)后產(chǎn)生高阻的WLCSP元件，利用Thermal EMMI故障點(diǎn)熱輻射傳導(dǎo)的相位差，定位到失效位置，是在Solder Ball 地方。

 

第二步驟 : 顯像

接著，為了不破壞「命案現(xiàn)場(chǎng)」，因此使用3D X-ray進(jìn)行立體圖(左下圖)與斷面圖(右下圖)顯像，找到原來(lái)是錫球(Solder Ball)有損毀狀況。

 

第三步驟 : 切片

在已確認(rèn)Defect相對(duì)位置時(shí)，此時(shí)即可移除「命案現(xiàn)場(chǎng)」，使用低應(yīng)力Plasma FIB工具，將失效斷面切出并分析真因，找到原來(lái)是Solder Ball Crack狀況，導(dǎo)致元件高阻值異常而失效。