Page 34 - 无损检测2025年第二期

李登科，等：
基于声学显微 C 扫描检测技术的倒装集成电路失效分析

1.0 1.0

0.5 0.5
电流/mA 0 电流/mA 0

-0.5 -0.5

-1.0 -1.0
-1.0 -0.5 0 0.5 1.0 -4 -2 0 2 4
电压/V 电压/mV
(a) -1~1 V (b) -5~5 mV
图 3 不同电压范围内器件 V CCINT 与地的电流 - 电压曲线

图 4 器件外观、超声扫描图像及失效机理
图像如图4（c）所示，可以发现底充胶与基板存在明 芯片下方底充胶存在分层，造成焊接中凸点焊球熔
显的分层。在器件焊接过程中，当焊接温度高于芯 融黏连，导致引脚发生短路。文章使用声学扫描技
片下方凸点焊球的熔点时，焊球会变为熔融状态，若 术，快速确定了底充胶存在的缺陷，明确了失效分析
底充胶存在分层，熔融态的焊球会顺着分层孔隙漫 的方向，极大提升了产品故障排除效率。
延，其原理如图4（d）所示。 2.2 芯片机械损伤
为了检测该器件凸点处是否存在异常，通过机 由于芯片、凸点焊料和基板的热膨胀系数不同，
械研磨的方式将器件逐层研磨至芯片下凸点焊球的 热应力引起的芯片机械损伤也是倒装芯片的常见问
位置，形貌如图5（a）所示，可见相邻的凸点焊球间 题，这类损伤通常表现为芯片内部的裂纹缺陷。某
存在明显的熔融黏连。为了验证芯片本身是否存在 型倒装集成电路装配至电路板后，在板测试时发现
异常，通过化学开封的方法对器件进行开封。芯片 多路输入对地开路，将器件拆下使用Keithley 4 200-
形貌如图5（b）所示，检查发现芯片表面无明显的缺 SCS型源表对其中一组输入异常电路进行测试，测
陷或过电应力损伤痕迹。综合上述分析结果可知， 试电压为-1~1 V，步长为 0. 01 V，限制电流为
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2025 年 第 47 卷 第 2 期
无损检测