抓到你了！晶振內(nèi)部晶片表面存在顆粒異物導(dǎo)致的失效

背景介紹

晶振在試制階段失效，經(jīng)過多次高溫回流后測試出現(xiàn)高溫停振的現(xiàn)象，現(xiàn)檢測分析失效晶振和未使用的OK晶振進(jìn)行分析，查找失效原因。

測試分析

1 外觀檢查

為確認(rèn)晶振外觀是否存在不良的現(xiàn)象，對失效晶振進(jìn)行外觀檢查。經(jīng)分析，失效晶振正面、背面，側(cè)面都未發(fā)現(xiàn)明顯不良。

2 電性能測試

測試2pcs 失效晶振、1pcs OK晶振在常溫及高溫狀態(tài)下的電性能，測試發(fā)現(xiàn)NG1、NG2晶振在高溫狀態(tài)下，主要表現(xiàn)為輸出頻率偏移，等效電阻阻抗變大的現(xiàn)象，如表 1所示。

表1 晶振電性測試結(jié)果

3 CT掃描

為確認(rèn)失效晶振內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否存在異常，對NG2晶振進(jìn)行了CT掃描，經(jīng)分析在NG2晶振連接處有疑似開裂及翹起的現(xiàn)象，如圖1。

圖1 NG2 晶振 CT掃描形貌

4 切片分析

為確認(rèn)失效晶振連接部位是否存在異常，對NG2晶振進(jìn)行切片分析，觀察疑似翹起位置是否存在異常。經(jīng)切片確認(rèn)疑似翹起位置連接良好，未發(fā)現(xiàn)明顯異常，判定為由于metal起伏導(dǎo)致的CT誤判，如圖2所示。

圖2 NG2 晶振CT掃描形貌

5 開封觀察

為確認(rèn)NG1晶振內(nèi)部是否存在異常，對NG1和OK晶振進(jìn)行開封，通過SEM觀察發(fā)現(xiàn)，NG1晶振晶片內(nèi)部存在顆粒異物，晶振內(nèi)部無異物；從異物1的SEM形貌發(fā)現(xiàn)，異物1疑似與晶片粘接，排除開封過程中引入的，如圖3所示。對NG1晶片表面的3個(gè)異物分別作了成分分析，對晶振本體的材料也做了成分分析，外來物質(zhì)主要成分為C/O/Si/Ag/Fe/Ni等，如圖4，表2，表3所示。

圖3 NG1晶振SEM整體圖

圖4 NG1晶振膠體EDS和殼體EDS測試結(jié)果

表2 NG1晶振點(diǎn)膠點(diǎn)EDS測試結(jié)果

表3 NG1晶振殼體EDS測試結(jié)果

結(jié)論

晶振失效的原因?yàn)榫д駜?nèi)部晶片表面存在顆粒異物，高溫激發(fā)后導(dǎo)致輸出頻率及阻抗異常。

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