熱膨脹系數(shù)不匹配導致的塑封器件失效
3.2石英砂填充料使芯片表面破損
分析的樣品在低溫和高溫工作時各有器件失效,開封前的檢查仍然沒有發(fā)現(xiàn)問題。開封后失效的樣品芯片表面都發(fā)現(xiàn)有大量凹坑,判斷為塑封材料中尖銳的石英砂壓迫芯片表面形成。
低溫下,塑封料對芯片的壓應力會通過石英砂傳遞到芯片表面。如果塑封料中填充的石英砂棱角圓滑,就不會刺傷芯片表面。但此批樣品的失效分析表明,正是由于石英砂存在尖銳的尖角,在壓應力過程中刺傷金屬化布線和鈍化層,導致金屬化布線間短路或開路。
4 評價方法
對于塑封器件的可靠性評價主要是缺陷暴露技術,而缺陷在器件使用前是很難通過常規(guī)的篩選來發(fā)現(xiàn)的。一旦器件經過焊接或實際工作時就會顯露出來。采用高加速應力試驗可以暴露各種缺陷,從而可剔除早期失效產品。
Hughes公司指出溫度沖擊和隨機振動是考核元器件非T作狀態(tài)可靠性的最有效的高加速應力方法。統(tǒng)計分析表明,溫度沖擊能夠暴露元器件2/3的潛在缺陷。而對于溫變應力敏感的塑封器件,可以通過選擇合適的溫變參數(shù)(參照產品的使用等級)進行評價[4]。參考MIL883E以及結合經驗參數(shù),可以采用負溫3 0 m i n,正溫30min,大于1 00個沖擊的試驗方案。
溫度沖擊試驗后,除了進行聲學掃描檢查界面分層情況外,還要進行X射線檢查外引腳與芯片鍵合區(qū)的金線完整情況;最后要將器件開封,觀察芯片表面是否有裂紋、鈍化層表面是否有較多的劃傷,做出此批器件是否通過溫度沖擊試驗的判斷。
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