【失效分析】IC芯片微短路失效

04月,18,2026 | 浏览次数：54

一.测试背景

客户生产的主板进行ICT测试存在异常，进一步发现内部IC芯片存在微短路现象，并反馈“测试电流稍大，短路会消失；甚至万用表量测，短路也可能会消失”。现送不良品进行失效分析，以期找出失效原因。

二.分析方案
1.X-Ray检测:对样品内部结构进行二维透视成像
2.LIT热点侦测分析:定位样品“微短路”缺陷位置
3.CT无损检测:三维重构样品内部缺陷特征
4.等离子开封:暴露样品内部微短路缺陷
5.SEM-EDS分析:观测样品内部微短路缺陷形貌并确认成分
6.分析结论
三.分析过程

3.1 X-Ray检测

对不良品进行X-Ray检测，样品内部未发现异常。

3.2 LIT热点侦测分析

LIT热点侦测(测试电流情况:10mA/20mA)未发现异常。由于电阻太小(ICT测试约1.1ohm)，热点侦测的测试电流过大，导致短路现象消失。这与客户描述的“测试电流稍大，短路会消失”相符合。

3.3 CT无损检测

CT检测发现：
1.不良品内部存在“丝状异物”，连接芯片内部焊点，造成“微短路”现象。
2.“丝状异物”呈现近似断裂状态，靠近芯片底部。

3.4 等离子开封分析

等离子开封主要刻蚀有机塑封材料，对金属层几乎无效，故先对芯片表面进行手工研磨，才能让等离子体直接刻蚀塑封料。开封结果发现：“丝状异物”呈现亮白色，且周围存在空隙。
3.5 SEM-EDS分析
对等离子开封后的芯片进行SEM-EDS分析发现：
1.亮白色“丝状异物”的主要成分为焊料，以金属丝状(直径约10.6μm)形式存在于填料中，沿着填料缝隙连接上下线路。

2.芯片内部线路的填料以大小颗粒交叉填充存在，“微短路”位置存在空隙。

EDS成分分析结果(wt%)

本次分析的不良品芯片采用的封装工艺(见以下参考图)：倒装工艺(FlipChip)，即在芯片焊盘上形成凸点(通常是焊料、铜柱或金凸点)然后将芯片翻转，使凸点与基板上的对应焊盘对准，通过回流焊或热压合实现电气与机械连接，最后填充底部填充胶以缓解热应力。

倒装芯片参考示意图

四.结论
1.芯片与基板封装过程中，倒装焊点间的焊料溢流形成金属丝连接，导致了微短路，属于回流焊工艺不良所致的封装工艺缺陷。

2.因金属丝凸起阻碍了底部填充胶的流动，导致树脂填料无法完全填满间隙，形成了未填充空隙。