一、引言

集成电路的生命周期，可分为早期寿命、可用寿命和损耗寿命三个部分。通常情况是，早期失效与品质缺陷相关，磨损失效与退化相关，可用寿命期失效与应力相关。可靠性工程就是要消灭早期寿命期，减少可用寿命期的故障，并使损耗寿命期的出现晚于产品预期的使用寿命。可靠性的定义是系统或元器件在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。电路技术经过近六十年的发展，集成电路的可靠性评估已经形成了完整、系统的体系。但是，在元器件出厂后的电装工艺环节，由于忽视潮敏防护、静电防护等，导致集成电路在电装环节失效的情况屡见不鲜。本文通过失效分析，发现电装工艺过程中，由于超敏防护不当，导致集成电路发生“爆米花效应”而失效。

二、检测试验

本文通过外观检查、IVCurve测试、X-ray检查、扫描声学显微镜检查、开封检查、截面分析、SEM观察等试验，进行失效分析。分析发现失效样品开路，并且存在明显分层，截面研磨发现键合丝发生颈缩断裂。

（一）外观检查

使用显微镜对失效样品进行外观检查，未见明显异常。典型外观形貌见图1。

图1 失效样品外观形貌

（二）IVCurve测试

为了确定失效样品的失效特性，鉴别失效模式，利用晶体管图示仪对样品进行I-V curve测试。结果显示，样品中Pin8（AIN）与GND端口呈开路特性，I-V特性曲线见图2。

图2 Pin8（AIN）与GND端口IV特性曲线

（三）X-ray检查

利用X-Ray设备对未开封的样品进行X射线检查。经检查，失效样品的引线框架和键合形貌基本一致，未发现明显异常，键合丝轮廓清晰。典型X-Ray形貌见图3。

图3 失效样品X-ray形貌

（四）扫描声学显微镜检查

为了检查样品不同材料界面粘接情况，利用扫描声学显微镜对样品进行声学微区成像分析。检测发现部分引线框架模塑化合物存在明显分层，正面基板、芯片与模塑化合物完全分层。

（五）开封检查

用化学开封方法将样品开封。检查观察发现Pin8端口的键合丝在内键合点颈部位置被拉断而呈开路状态；失效样品芯片表面的钝化层完整，未见明显过热、过电烧毁或机械损伤等异常形貌。

（六）截面观察

取另一只失效样品进行截面观察，发现模塑化合物与芯片表面存在分层，芯片与基板的粘接截面存在分层。多个端口的键合丝在内键合点颈部位置被拉断而呈开路状态。

三、结语

IVcurve测试发现失效样品的失效模式为开路，声学扫描结果表明芯片与模塑化合物截面存在明显分层，开封检查和截面观察确认键合丝断裂呈颈缩特征，声学扫描与开封检查确认集成电路样品由于发生“爆米花”效应而开路失效。

[1]孔学东,恩云飞.电子元器件失效分析与典型案例[M].国防工业出版.2006.