抓到你了！晶振内部晶片表面存在颗粒异物导致的失效

背景介绍

晶振在试制阶段失效，经过多次高温回流后测试出现高温停振的现象，现检测分析失效晶振和未使用的OK晶振进行分析，查找失效原因。

测试分析

1 外观检查

为确认晶振外观是否存在不良的现象，对失效晶振进行外观检查。经分析，失效晶振正面、背面，侧面都未发现明显不良。

2 电性能测试

测试2pcs 失效晶振、1pcs OK晶振在常温及高温状态下的电性能，测试发现NG1、NG2晶振在高温状态下，主要表现为输出频率偏移，等效电阻阻抗变大的现象，如表 1所示。

表1 晶振电性测试结果

3 CT扫描

为确认失效晶振内部结构是否存在异常，对NG2晶振进行了CT扫描，经分析在NG2晶振连接处有疑似开裂及翘起的现象，如图1。

图1 NG2 晶振 CT扫描形貌

4 切片分析

为确认失效晶振连接部位是否存在异常，对NG2晶振进行切片分析，观察疑似翘起位置是否存在异常。经切片确认疑似翘起位置连接良好，未发现明显异常，判定为由于metal起伏导致的CT误判，如图2所示。

图2 NG2 晶振CT扫描形貌

5 开封观察

为确认NG1晶振内部是否存在异常，对NG1和OK晶振进行开封，通过SEM观察发现，NG1晶振晶片内部存在颗粒异物，晶振内部无异物；从异物1的SEM形貌发现，异物1疑似与晶片粘接，排除开封过程中引入的，如图3所示。对NG1晶片表面的3个异物分别作了成分分析，对晶振本体的材料也做了成分分析，外来物质主要成分为C/O/Si/Ag/Fe/Ni等，如图4，表2，表3所示。

图3 NG1晶振SEM整体图

图4 NG1晶振胶体EDS和壳体EDS测试结果

表2 NG1晶振点胶点EDS测试结果

表3 NG1晶振壳体EDS测试结果

结论

晶振失效的原因为晶振内部晶片表面存在颗粒异物，高温激发后导致输出频率及阻抗异常。

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