印制板及其組件(PCB&PCBA)是電子產(chǎn)品的核心部件，PCB&PCBA的可靠性直接決定了電子產(chǎn)品的可靠性。為了保證和提高電子產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，對(duì)失效進(jìn)行全面的理化分析，確認(rèn)失效的內(nèi)在機(jī)理，從而有針對(duì)性地提出改善措施。
電子元器件失效分析的目的是借助各種測(cè)試分析技術(shù)和分析程序確認(rèn)電子元器件的失效現(xiàn)象，分辨其失效模式和失效機(jī)理，確認(rèn)最終的失效原因，提出改進(jìn)設(shè)計(jì)和制造工藝的建議，防止失效的重復(fù)出現(xiàn)，提高元器件可靠性。
集成電路復(fù)雜度與性能要求的持續(xù)攀升，疊加設(shè)計(jì)、制造、封裝及應(yīng)用環(huán)節(jié)的潛在風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致短路、開(kāi)路、漏電、燒毀、參數(shù)漂移等關(guān)鍵失效模式頻發(fā)。這不僅造成昂貴的器件報(bào)廢與系統(tǒng)宕機(jī)，更常引發(fā)設(shè)計(jì)方、代工廠、封測(cè)廠與終端用戶(hù)間的責(zé)任爭(zhēng)議，帶來(lái)重大經(jīng)濟(jì)損失與信譽(yù)風(fēng)險(xiǎn)。
高分子材料性能要求持續(xù)提升，而客戶(hù)對(duì)高要求產(chǎn)品及工藝的理解差異，導(dǎo)致斷裂、開(kāi)裂、腐蝕、變色等典型失效頻發(fā)，常引發(fā)供應(yīng)商與用戶(hù)間的責(zé)任糾紛及重大經(jīng)濟(jì)損失。
金屬構(gòu)件服役環(huán)境日益苛刻，對(duì)材料性能和結(jié)構(gòu)可靠性提出更高要求。然而，設(shè)計(jì)缺陷、材料瑕疵、制造偏差或不當(dāng)使用等因素，極易引發(fā)疲勞斷裂、應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、氫脆、蠕變、磨損、過(guò)載變形等典型失效。
美信檢測(cè)以海量失效數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建技術(shù)優(yōu)勢(shì)，全譜系案例、復(fù)雜場(chǎng)景方案、頭部企業(yè)合作及體系化知識(shí)產(chǎn)權(quán)，各展其能。憑借百萬(wàn)級(jí)失效解析積累，精準(zhǔn)洞察本質(zhì)，讓檢測(cè)報(bào)告為客戶(hù)質(zhì)量升級(jí)提供有力支撐，實(shí)現(xiàn)失效歸零。
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芯片在SMT后外觀完好，內(nèi)部卻嚴(yán)重?zé)龤В浚?/h1>
發(fā)布時(shí)間： 2025-10-31 00:00
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QFN芯片封裝技術(shù)以其獨(dú)特的技術(shù)特點(diǎn)和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，在現(xiàn)代電子產(chǎn)品制造中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

某QFN芯片在經(jīng)歷SMT封裝后，于上電測(cè)試階段暴露出失效問(wèn)題，具體表現(xiàn)為電源輸出的B5引腳發(fā)生對(duì)地短路，而芯片外觀及結(jié)構(gòu)均保持完好無(wú)損。為深入探究這一失效現(xiàn)象的根源，我們特別選取了4片存在該問(wèn)題的不良PHY IC與4片同批次且表現(xiàn)正常的良品PHY IC進(jìn)行對(duì)比分析。


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1.IV測(cè)試

測(cè)試結(jié)果是NG1~NG4樣品的B5、B23、B25、A30引腳與GND都是短路的。

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2.X-RAY測(cè)試

用X-RAY測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試NG1~NG4、OK1樣品，觀察NG1~NG4、OK1樣品芯片。X-RAY測(cè)試結(jié)果未發(fā)現(xiàn)NG芯片有明顯異常。

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3.CSAM測(cè)試

通過(guò)測(cè)試NG1~NG4、OK1，來(lái)確定失效樣品的內(nèi)部狀態(tài)。測(cè)試結(jié)果是NG1、NG2、NG4、OK1無(wú)分層現(xiàn)象，NG3有分層現(xiàn)象，如圖43所示。

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4.開(kāi)封測(cè)試

NG1的晶元A30引腳對(duì)應(yīng)綁定線有熔斷現(xiàn)象，NG1~NG4晶元A30對(duì)應(yīng)的位置都有燒毀痕跡，晶元其他位置無(wú)明顯異常。NG1~NG4晶元A30引腳燒毀屬于過(guò)流燒毀。

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5.SEM測(cè)試

NG1~NG4的損傷位置一致，都在A30附近，損傷類(lèi)型都屬于燒毀損傷，說(shuō)明A30引腳有較大電流流過(guò)。

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6.模擬測(cè)試

芯片的A30引腳正常電壓為3.3V，模擬測(cè)試用直流12V進(jìn)行過(guò)壓。對(duì)OK4的A30與GND之間接12V直流電，限流200mA，通電不超過(guò)1s，反復(fù)三次后用IV曲線測(cè)試儀測(cè)試B23、B25、A30三個(gè)引腳的IV曲線，發(fā)現(xiàn)對(duì)GND都是短路的。然后對(duì)OK4進(jìn)行開(kāi)封測(cè)試，檢查損傷位置與原失效樣品現(xiàn)象一致。


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7.總結(jié)與建議

結(jié)論：導(dǎo)致PHY IC失效的主要原因是：A30引腳在電路中出現(xiàn)過(guò)壓而引起的過(guò)流燒毀A30引腳對(duì)應(yīng)晶元上的鍵合位置，導(dǎo)致B5、B23、B25對(duì)地短路。


建議：

1.做好SMT過(guò)程中的ESD防護(hù)工作。

2.板級(jí)排查過(guò)壓來(lái)源，避免測(cè)試過(guò)程中異常電壓的引入。


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