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芯片:我不想工作了丨PCBA内存芯片失效分析

2023-09-06  浏览量:159

 

PCBA内存芯片失效分析

 

背景介绍

 

某PCBA的内存芯片发生失效,表现为芯片不工作,通过测试分析查找失效原因。

 

测试分析

 

1 外观检查

 

为确认失效PCBA上内存芯片是否存在异常,观察内存芯片的外观。发现#1失效PCBA内存芯片正面丝印清晰,内存芯片脱落且侧面有破损的现象,如图1所示;#2失效PCBA正面丝印清晰,未发现其他异常。

 

失效内存芯片外观形貌

图1 #1失效内存芯片外观形貌

 

2 X-ray检查

 

为确认失效内存芯片内部结构是否存在明显异常,对失效内存芯片进行X-ray检查。发现#1失效PCBA解焊下的内存芯片引脚有明显脱落现象,如图2所示;#2失效内存芯片在板X-ray检查未发现明显异常,如图3所示。

 

 

3 超声扫描

 

为确认#2失效PCBA内存芯片键合是否存在明显分层现象,对失效内存芯片进行超声扫描,发现#2失效内存芯片键合部位存在分层现象,如图4所示。

 

失效PCBA超声扫描形貌

图4 #2失效PCBA超声扫描形貌

 

4 SEM形貌观察

 

为确认#1失效PCBA内存芯片键合脱落的原因,对#1失效PCBA进行SEM形貌观察。

发现#1失效PCBA键合脱落部位发现有键合断裂的现象,如图5所示;结合#1失效PCBA侧面封装有破损,推测#1失效PCBA键合脱落的原因为内部键合断裂。

 

失效PCBA键合脱落部位SEM形貌

图5 #1失效PCBA键合脱落部位SEM形貌

 

5 切片分析

 

为确认#2失效PCBA是否也存在该现象,对#2失效PCBA内存芯片进行切片分析。发现#2失效PCBA内存芯片封装体都有明显裂纹,裂纹经过键合部位,裂纹势必引起键合受力最终导致断裂,这与#1失效PCBA键合断裂的现象一致,如图6所示;

通过对引脚位置的对比发现,键合断裂的引脚都为pin1引脚,而该引脚为芯片选择输入脚,该引脚断裂,必导致芯片不能正常工作,这是芯片失效的原因,如图7所示。

切片结果说明:内存芯片失效原因为封装体有裂纹,裂纹经过键合部位使键合受力断裂,最终导致内存芯片不工作。

 

6 验证分析

 

失效PCBA内存芯片切片形貌

图6 #2失效PCBA内存芯片切片形貌

 

芯片引脚功能图

图7 芯片引脚功能图

 

7 验证分析

 

前面分析可知:失效PCBA都因封装开裂导致的内存芯片失效,为确认功能正常PCBA是否存在封装开裂的现象,对OK PCBA进行切片分析。

发现OK PCBA封装都有破损,如图8所示,破损位置与失效芯片一致,说明该位置封装出现破损或裂纹为普遍现象,而破损的位置形貌判断,该破损及裂纹为受外力导致的可能性较大。

 

PCBA内存芯片切片形貌

图8 OK PCBA内存芯片切片形貌

 

结论与建议

 

内存芯片不工作的原因为内部键合断裂,根本原因为内存芯片受应力导致封装体产生裂纹,裂纹经过键合丝部位,对键合丝产生了拉力,最终导致了芯片不工作;从封装体裂纹的位置上判断,产生裂纹或破损的位置为芯片Pin1脚位置,因此判断是该位置受力导致的。

 

建议:排查内存芯片pin1脚受力的原因。

 

*** 以上内容均为原创,如需转载,请注明出处 ***

 

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