抓到你了！晶振內部晶片表面存在顆粒異物導致的失效

背景介紹

晶振在試制階段失效，經過多次高溫回流后測試出現高溫停振的現象，現檢測分析失效晶振和未使用的OK晶振進行分析，查找失效原因。

測試分析

1 外觀檢查

為確認晶振外觀是否存在不良的現象，對失效晶振進行外觀檢查。經分析，失效晶振正面、背面，側面都未發現明顯不良。

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下的電性能，測試發現NG1、NG2晶振在高溫狀態下，主要表現為輸出頻率偏移，等效電阻阻抗變大的現象，如表 1所示。

表1 晶振電性測試結果

3 CT掃描

為確認失效晶振內部結構是否存在異常，對NG2晶振進行了CT掃描，經分析在NG2晶振連接處有疑似開裂及翹起的現象，如圖1。

圖1 NG2 晶振 CT掃描形貌

4 切片分析

為確認失效晶振連接部位是否存在異常，對NG2晶振進行切片分析，觀察疑似翹起位置是否存在異常。經切片確認疑似翹起位置連接良好，未發現明顯異常，判定為由于metal起伏導致的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NG1晶振內部是否存在異常，對NG1和OK晶振進行開封，通過SEM觀察發現，NG1晶振晶片內部存在顆粒異物，晶振內部無異物；從異物1的SEM形貌發現，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測試結果

表2 NG1晶振點膠點EDS測試結果

表3 NG1晶振殼體EDS測試結果

結論

晶振失效的原因為晶振內部晶片表面存在顆粒異物，高溫激發后導致輸出頻率及阻抗異常。

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