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什么是爆米花效應(yīng)？——在芯片封裝體（通常是塑料封裝）內(nèi)部，由于封裝材料（如環(huán)氧樹脂）吸收空氣中的濕氣，隨后在高溫工序（如回流焊、波峰焊）中，濕氣急劇受熱膨脹產(chǎn)生高壓蒸汽，導(dǎo)致封裝體內(nèi)部產(chǎn)生裂縫或分層，嚴重時甚至會使芯片本身開裂。這個過程伴隨著“啪”的爆裂聲，很像爆米花，故而得名。

發(fā)生機理與過程

1、吸潮：芯片的塑料封裝材料具有吸濕性。在儲存和運輸過程中，如果環(huán)境潮濕，封裝材料會吸收水分。

2、快速加熱：在將芯片焊接到電路板（PCB）的關(guān)鍵工序——回流焊中，整個電路板會瞬間通過一個高達200°C以上的高溫爐。

3、內(nèi)部汽化與膨脹：封裝體內(nèi)吸收的水分在極短時間內(nèi)被加熱，迅速變成水蒸氣。蒸汽壓力急劇上升。

4、產(chǎn)生破壞：壓力首先在封裝體與芯片金屬框架、或芯片表面最薄弱的結(jié)合處尋找突破口，造成分層；壓力足夠大時，會導(dǎo)致塑料封裝體鼓起、開裂；最嚴重的情況下，壓力會直接導(dǎo)致硅芯片本身破裂，造成永久性功能失效。

主要影響

1、即時電氣失效：裂縫可能直接切斷芯片內(nèi)部精細的連接電路（鍵合絲）。

2、可靠性隱患：微小的分層或裂紋可能在初期測試中不被發(fā)現(xiàn)，但在產(chǎn)品投入使用后，由于熱循環(huán)、振動等因素，缺陷會不斷擴大，最終導(dǎo)致早期失效，大大降低產(chǎn)品壽命。

常見的失效分析方法及典型案例圖片分享

1、電性測試：復(fù)現(xiàn)并確認失效的電學特性（開路），可使用IV測試儀或者示波器測試。

2、超聲波掃描：檢測內(nèi)部分層（如爆米花效應(yīng)）和空洞。

3、3D Xray：針對故障樣品進行斷層掃描，將內(nèi)部結(jié)構(gòu)重構(gòu)后可以進行虛擬切片，進而達到判別缺陷的目的。

4、開封：使用化學法去除封裝，暴露芯片，進行OM觀察。

5、切片：根據(jù)聲掃或3D Xray結(jié)果進行定點切片分析。