本研究針對電性失效為短路的 IC 進行失效模式分析，首先利用非破壞分析 將電性失效的產品加以分類，再針對底膠出現異常的 IC 進行破壞分析，並利用高 倍率光學顯微鏡(OM)以及掃描式電子顯微鏡(SEM)加以確認造成失效的原因。
首先利用三用電錶確認 IC 電性狀態，針對產生短路的接點量測其電壓、電流 數據，以 X 軸為電壓(V)、Y 軸電流(I)依其量測數據繪成電流-電壓曲線圖(I-V curve)，將正常的樣品與短路的產品做比較其曲線圖如下(圖 2-10、圖 2-11)，由安 培定律 V(電壓)=I(電流)*R(電阻)可知 I(電流)/ V(電壓)=1/ R(電阻)，而 I/V 表示在 I-V curve 上曲線之斜率，因此圖 2-11 中斜率=1/R(電阻)=無限大得知 R(電阻)=0，
表示在此線路中沒有電阻值，亦代表斷路。
圖 2-10 正常的 IC 量測結果
圖 2-11 電性失效的 IC 量測結果
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接著利用超音波反射式掃描儀器確認是否有孔洞存在，若掃描出的圖像中有 反白區域表示其接收器於圖中之反白位置收到的回波能量微弱，意味著 IC 內部有 不同於底膠的材質如空氣、異物等造成回波能量發散無法集中。(圖 2-12)
圖 2-12 SAT 圖偵出結果，(左)正常的樣本(右)異常的樣本，反白區域表異物存在
而後針對其中一個有孔洞的樣品做水平研磨(P-Lapping)，確認其中在兩個焊 錫凸塊之間有金屬殘留其中形成通路，造成短路(圖 2-13)。
圖 2-13 水平研磨後在 OM 下確認，發現有金屬殘留(圓圈內)
利用電子顯微鏡近距離觀察與分析，可確認在兩個橋接(Bridge)的焊錫凸塊旁 邊有著相當大範圍的孔洞(圖 2-14、圖 2-15)，且其深度約為 9.24um。
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圖 2-14 電子顯微鏡下的俯瞰圖(Top View)
圖 2-15 電子顯微鏡下的側視圖(Side View)
透過能譜分析儀確認造成橋接的金屬成分，由結果可得知其金屬主要構成成 分以錫元素為主要成分，其餘是少量的金元素以及微量的碳元素(圖 2-16)。錫元 素判斷是來自於焊錫凸塊在封裝製造中經過高溫迴焊爐，因底膠填充時產生的孔 洞存在於其中，使的高溫而液態化的銲錫流動最後形成橋接。而少量金元素應為 焊錫凸塊與連接晶粒的球下冶金層(UBM)的金產生共晶形成。微量的碳元素應來 自於有機物如粉塵之類的。
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圖 2-16 能譜分析儀確認橋接的金屬主要成分為錫(Sn)元素
為了增加樣本數以確認失效原因是否一致，針對 SAT 一樣偵出有孔洞之 IC 做垂直面的破壞分析，直接確認造成孔洞的原因。其中三個樣本中，有兩個樣本 的孔洞由於外型為正常氣泡形狀，判定是底膠填充因流動性不佳而造成底膠回包，
於其中的空氣殘留形成孔洞；另一個樣本孔洞外行為不規則型，判定為在底膠填 充時存在異物殘留其中造成的。(圖 2-17、圖 2-18、圖 2-19)
圖 2-17 樣本一之 X-section 圖，孔洞外型呈氣泡形狀，為空氣殘留形成之孔洞
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圖 2-18 樣本二之 X-section 圖，孔洞外型呈氣泡形狀，為空氣殘留形成之孔洞
圖 2-19 樣本三之 X-section 圖，孔洞外型呈不規則形狀，為異物殘留形成之孔洞
由失效模式分析可得知，針對底膠異常造成電性失效的原因，主要因為底膠 填充時產生的空氣殘留，在封裝製程或上板製程經高溫迴焊製程可能造成焊錫橋 接。即使未造成焊錫橋接，在 IC 內部構造存在著空氣殘留也會由於空氣與熱膨脹 之差異使產品受到額外熱應力的影響進而影響 IC 產品的可靠度。而底膠孔洞的形 成透過上述分析可認為主要是由於不良的底膠流動情形造成底膠回包造成，而本 論文後續亦將會針對底膠的流動性好壞作分析與討論。
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達西定律(Darcy’s Law)，又稱為線性滲透定律。主要用以計算多孔隙區域 內的流體流動速度，由流體黏度、多孔隙區域的滲透度係數以及壓力梯度組成。