電腦模擬元件上板應力匹配正常，PCBA可靠度實測卻過不了，是元件與板材匹配問題？還是封裝錫球的耐受度不夠？

元件重新跨制程，經過可靠度驗證，實驗結果卻顯示高阻值異常失效點該如何找？

 

深圳宏力捷將分享一個以晶圓級晶片尺寸封裝(WLCSP)的元件，進行上板可靠度驗證后，產生失效的案例。此案例對于以錫球為封裝形式的IC，亦是相當常見的失效形式。

 

所謂的WLCSP晶圓級晶片尺寸封裝，全名Wafer Level Chip Scale Packaging，是指，直接將整片晶圓級封裝制程完后，再進行切割，切完后封裝體的尺寸等于原來晶粒的大小，后續利用重分布層（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，Fan-out與Info等晶圓級封裝體。然而，此類封裝形式，在可靠度驗證后，常見的失效模式，如錫球介面、吃錫不良，上板后應力匹配問題。

 

所以，當要確認WLCSP形式的元件，在可靠度驗證后的失效點時，就更需要留意分析工具的時機點是否會有應力產生，免得反而破壞掉「命案現場」(原有的失效點)，導致更難確認失效真因。

 

以下這個案例，深圳宏力捷提出三步驟，告訴你失效分析工具該如何選擇？特別是什么時機點，命案現場才能夠清除，快速讓失效點(defect)無所遁形，輕易找到失效真因。

 

第一步驟 : 定位

針對可靠度實驗后產生高阻的WLCSP元件，利用Thermal EMMI故障點熱輻射傳導的相位差，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「命案現場」，因此使用3D X-ray進行立體圖(左下圖)與斷面圖(右下圖)顯像，找到原來是錫球(Solder Ball)有損毀狀況。

 

第三步驟 : 切片

在已確認Defect相對位置時，此時即可移除「命案現場」，使用低應力Plasma FIB工具，將失效斷面切出并分析真因，找到原來是Solder Ball Crack狀況，導致元件高阻值異常而失效。