芯片底部焊接不良失效分析

No.1 案例背景

当芯片底部出现焊接不良的问题时，我们可以怎么进行失效分析呢？

本篇案例运用X-ray检测——断面检测——焊锡高度检测——SEM检测的方法，推断出芯片底部出现焊接不良的失效原因，并据此给出改善建议。

No.2 分析过程

X-ray检测

说明

对样品进行X-ray检测，存在锡少、疑似虚焊不良的现象。

断面检测

#样品断面检测研磨示意图

 

位置1

位置2

位置3

说明

样品进行断面检测，底部存在锡少，虚焊的现象。且芯片底部焊锡与PCB焊锡未完全融合。

焊锡高度检测

引脚焊锡高度0.014mm

芯片底部焊锡高度0.106mm

说明

芯片引脚位置焊锡高度0.014mm，芯片未浮起，芯片底部高度为0.106mm，锡膏高度要大于芯片底部高度才能保证焊接完好。

SEM检测

说明

对底部焊接的位置进行SEM检测，芯片与PCB之间焊锡有缝隙，焊锡未完全融合，IMC致密性差，高度5μm左右。

No.3 分析结果

通过X-ray、断面分析以及SEM分析，判断引起芯片底部焊接失效的原因主要有——

① 芯片底部存在锡少及疑似虚焊不良的现象；

② 芯片底部焊锡与PCB焊锡未完全融合的现象。而且，芯片焊接未浮起，芯片底部高度仅为0.106mm。只有当锡膏高度大于芯片底部高度时，才能保证焊接完好；

③ 芯片与PCB之间焊锡有缝隙，焊锡未完全融合，IMC致密性差，高度4-5μm左右；

根据以上综合分析，造成芯片底部焊接虚焊的原因推测为：
 

1. 锡膏厚度不足导致底部焊接虚焊；

2.焊接时热量不足导致焊锡液相时间不足。

No.4 改善方案

1. 建议实际测量锡膏高度（L）与芯片底部高度（A1）后进行调整；

2. 建议根据实际测量情况，适当调整芯片底部焊锡液相时间。

新阳检测中心有话说：

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审核编辑 黄宇