PCT高壓加速老化測試的失效現象

一、       腐蝕失效與IC

腐蝕失效(水汽、偏壓、雜質離子)會造成IC的鋁線發(fā)生電化學腐蝕,而導致鋁線開路以及遷移生長。

二、       塑封半導體因濕氣腐蝕而引起的失效現象

由于鋁和鋁合金價格便宜,加工工藝簡單,因此通常被使用為集成電路的金屬線。從進行集成電路塑封制程開始,水氣便會通過環(huán)氧樹脂滲入引起鋁金屬導線產生腐蝕進而產生開路現象,成為質量管理最為頭痛的問題。雖然通過各種改善包括采用不同環(huán)氧樹脂材料、改進塑封技術和提高非活性塑封膜為提高質量進行了各種努力,但是隨著日新月異的半導體電子器件小型化發(fā)展,塑封鋁金屬導線腐蝕問題至今仍然是電子行業(yè)非常重要的技術課題。

三、       θ10℃法則

討論產品壽命時,一般采用[θ10℃法則]的表達方式,簡單的說明可以表達為[10℃規(guī)則],當周圍環(huán)境溫度上升10℃時產品壽命就會減少一半;當周圍環(huán)境溫度上升20℃時,產品壽命就會減少到四分之一。這種規(guī)則可以說明溫度是如何影響產品壽命(失效)的,相反的產品的可靠度試驗時,也可以利用升高環(huán)境溫度來加速失效現象發(fā)生,進行各種加速壽命老化試驗。

四、       濕氣所引起的故障原因

水汽滲入、聚合物材料解聚、聚合物結合能力下降、腐蝕、空洞、線焊點脫開、引線間漏電、芯片與芯片粘片層脫開、焊盤腐蝕、金屬化或引線間短路水汽對電子封裝可靠性的影響:腐蝕失效分層和開裂、改變塑封材料的性質。

五、       鋁線中產生腐蝕過程

①水氣滲透入塑封殼內→濕氣滲透到樹脂和導線間隙之中；

②水氣滲透到芯片表面引起鋁化學反應。

加速鋁腐蝕的因素:

①樹脂材料與芯片框架接口之間連接不夠好(由于各種材料之間存在膨脹率的差異)；

②封裝時,封裝材料摻有雜質或者雜質離子的污染(由于雜質離子的出現)；

③非活性塑封膜中所使用的高濃度磷；

④非活性塑封膜中存在的缺陷。

六、       爆米花效應(Popcorn Effect)

原指以塑料外體所封裝的IC,因其芯片安裝所用的銀膏會吸水,一旦末加防范而進行封牢塑體后,在下游組裝焊接遭遇高溫時,其水分將因汽化壓力而造成封體的爆裂,同時還會發(fā)出有如爆米花般的聲響,故而得名,當吸收水汽含量高于0.17%時,[爆米花]現象就會發(fā)生。近來十分盛行P-BGA的封裝組件,不但其中銀膠會吸水,且連載板之基材也會吸水,管理不良時也常出現爆米花現象。