塑封器件失效機(jī)理及其快速評(píng)估技術(shù)研究-預(yù)覽頁
【正文】 可靠性的軍事需求，同時(shí)又滿足低風(fēng)險(xiǎn)的失效率，因此就必須進(jìn)行篩選和鑒定試驗(yàn)。 腐蝕潮氣主要是通過塑封料與外引線框架界面進(jìn)入加工好的塑封器件管殼，然后再沿著內(nèi)引線與塑封料的封接界面進(jìn)入器件芯片表面。無論是鍵合區(qū)的腐蝕還是金屬化層的腐蝕，其機(jī)理均可歸結(jié)為鋁與離子沾污物的化學(xué)反應(yīng)：由于水汽的浸入，加速了水解物質(zhì)（Cl ，Na+）從樹脂中的離解，同時(shí)也加速了芯片表面鈍化膜磷硅玻璃離解出(PO4)3。 爆米花效應(yīng)塑封器件在焊接期間傳導(dǎo)到器件上的熱有三種來源：紅外回流焊加熱、氣相回流焊加熱和波峰焊加熱。在器件受熱過程中，由于管殼中所吸附的水分快速汽化，內(nèi)部水汽壓力過大，使模制材料(環(huán)氧樹脂化合物)膨脹，出現(xiàn)分層剝離和開裂現(xiàn)象，俗稱“爆米花”效應(yīng)。這種效應(yīng)在大管腳數(shù)的塑封器件上更為強(qiáng)烈。在從室溫到極端寒冷環(huán)境的熱循環(huán)過程中，模壓復(fù)合物與基片或引線框之間的熱膨脹系數(shù)差異可造成分層和開裂。這種加速效應(yīng)可由封裝內(nèi)凝結(jié)水汽的凍結(jié)和解凍所引起[4]。另外，塑封料在工作溫度下會(huì)對(duì)芯片有一個(gè)壓應(yīng)力。由于這種失效機(jī)理使封裝劑退化，使其絕緣電阻受到損耗而導(dǎo)電。這些缺陷可導(dǎo)致致命失效[2] 。這些缺陷可造成塑封開裂、金屬化層變形、焊頭翹起、互連線腐蝕斷開、電氣開路、短路或中斷等等，因而使器件失效；粘接不良（剝離）是由于引線框架表面受到沾污或在鍵合溫度下受到氧化而造成的。這些缺陷會(huì)造成電氣開路、中斷或漏電流大。同時(shí)這種失效還會(huì)受到溫度、濕度共同作用的影響，因此采取溫度、濕度綜合應(yīng)力，開展加速試驗(yàn)。②溫度沖擊。參考MIL883E以及結(jié)合經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，可以采用負(fù)溫30min，正溫30min，大于100個(gè)循環(huán)的試驗(yàn)方案。4 結(jié)語影響塑封器件可靠性的各種失效機(jī)理所對(duì)應(yīng)的失效表征可以采用加速試驗(yàn)，使其在短期內(nèi)的退化等效于長(zhǎng)期累積的結(jié)果。
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