MCU不工作失效分析案例
一、案例背景
在对电路板上MCU的电压监测点进行测量时发现电压只有0V，初步排查确认是MCU未工作，排查过程中发现产品静止一段时间后故障会消除，温箱烘烤30分钟后复现。在采取措施后故障消除，发现故障MCU引脚存在黑色异物 。
二、分析过程
1、失效样品#1
1）X-RAY检测
测试结果：未发现明显异常。
2）外观分析
测试结果：主芯片U1引脚位有三防发黑的现象。
3）电性能参数测试
测试结果：与OK品做比对，三防发黑位置的引脚通电测试未见异常。
4）切片断面分析
沿引脚纵向研磨四次，对每次研磨后的断面进行观察，确认引脚间异物以及引脚焊接状态。
a. 第一次切片断面分析
▼ 断面金相分析
▼ 断面SEM分析
测试结果：三防和PCB之间局部位置未有效结合，存在间隙。
▼ 断面EDS分析
测试结果：失效样品#1第一次切片断面位置成分分析，三防与PCB结合缝隙位置检出异常元素Sn。
b. 第二次切片断面分析
▼ 断面金相分析
测试结果：引脚焊接润湿良好，无焊接异常。
c. 第三次切片断面分析
▼ 断面金相分析
▼ 断面SEM分析
测试结果：三防和PCB之间局部位置未有效结合，存在间隙。
▼ 断面EDS分析
测试结果：三防与PCB结合缝隙位置检出异常元素Sn，且含量较高（7.03%）。
d. 第四次切片断面分析
▼ 断面金相分析
测试结果：引脚焊接润湿良好，无焊接异常。
2、失效样品#2
1）X-RAY检测
测试结果：未发现明显异常。
2）外观分析
测试结果：主芯片U1引脚位有三防发黑的现象。
3）电性能参数测试
测试结果：与OK品做比对，三防发黑位置的引脚通电测试未见异常。
4）切片断面分析
▼ 断面SEM分析
测试结果：发黑位置的三防填充有空洞异常。
测试结果：部分引脚间发黑位置的三防与PCB结合处存在间隙，在PCB侧和三防侧存在连续的Sn连接异常。
▼ 断面EDS分析
测试结果：对引脚间异常连续的物质成分测试，判断为Sn。
3、正常品#3
1）电性能参数测试
三、分析结果
具体失效解析如下：
① 引脚间三防工艺缺陷：三防填充存在空洞、与PCB结合有缝隙；
② 部分引脚间三防和PCB结合缝隙位置，存在连续的Sn连接异常，引起引脚间阻抗降低，导致引脚间漏电，发生功能失效。
四、改善建议
② 改进三防工艺，避免产生空洞，以及提高三防与PCB结合致密性。
