Page 35 - 无损检测2025年第二期
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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
图 5 芯片凸点焊球重熔微观形貌与芯片局部形貌
1 mA，测试得到的电流-电压曲线如图6（a）所示， 大器增益为13 dB。声学显微C扫描结果如图6（d）
可见除了0. 1 pA量级的背景噪声外没有检测到明显 所示，可见芯片内部存在明显的贯穿裂纹，此裂纹
的电流，该曲线属于典型的开路电流-电压特性曲线。 出现在芯片内部且相对较窄，故光学显微镜和X射
为了探究引起器件输入对地开路的原因，将器 线未能检测到此裂纹缺陷，但超声波在不同介质的
件的金属盖板和热沉去除，发现其外观形貌未见明 界面处会发生强烈干涉，声学扫描技术对孔隙的检
显异常[见图6（b）]。使用X射线对器件的结构进行 测灵敏度极高，可以探测到芯片内部的细小裂纹。
检测，测试结果如图6（c）所示，器件的基板及芯片 综合上述测试结果，推断器件的多路输入异常是由
内部结构未见明显缺陷。大尺寸芯片通常存在较大 芯片裂纹引起的，进一步核查发现该器件的焊接温
的应力，应力导致芯片内部出现细微裂纹也是倒装 度偏高，热失配产生的应力使芯片出现了贯穿裂
芯片常见的失效模式，为进一步确定器件的失效机 纹，最终导致器件多路输入对地开路。后续通过调
理，使用声学显微C扫描技术对其进行检测分析，声 整器件装配工艺和焊接温度，有效杜绝了此类失效
扫频率为30 MHz，扫描范围为30 mm×30 mm，放 的发生。
1.0
0.9
电流/pA 0.8
0.7
0.6
-1.0 -0.5 0 0.5 1.0
电压/V
(a) 电流-电压曲线 (b) 去除热沉后的形貌图
(c) X射线检测结果 (d) 声学显微C扫描图像
图 6 失效器件的电流 - 电压曲线、去除热沉后的形貌图、X 射线检测结果和声学显微 C 扫图像
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2025 年 第 47 卷 第 2 期
无损检测
