文献综述-中文翻译-晶体薄片封装工艺电平可靠性评估

第页共6页晶 体 薄 片 封 装 工 艺 晶 体 薄 片 封 装 工 艺 晶 体 薄 片 封 装 工 艺 晶 体 薄 片 封 装 工 艺 电 平 可 靠 性 评 估 电 平 可 靠 性 评 估 电 平 可 靠 性 评 估 电 平 可 靠 性 评 估摘 摘 摘 摘 要 要 要 要各种不同类型晶体薄片封装工艺(电平可靠性已经开始在工程中广泛研究。本文记录了六种不同的封装工艺，其中包括嵌入式柔性绝缘线薄片封装工艺、嵌入式硬性绝缘线晶体薄片封装工艺、晶圆电平组合装置薄片封装工艺和铅结构封装工艺。封装工艺是在两片不同厚度的行温度测试，即在很短的15升到+125。该测试证明温度的急剧变化可以导致所有类型的封装失效。失效标准是依据电阻值的改变来确定的，并且利用挑选出的封装在85/85%气室进行1000些集成的封装会在振动情况被测试。在这些测试中，各种封装的电阻变化被连续监控测试。试验样本在扫描电子的显微镜(控下进行跨区段分析，并定义了不同封装的失效机制。需要注意的是一些封装是在内部失效，另外一些封装在焊接剂关节失效,这与包装设计和过程有关。1介绍 介绍 介绍 介绍近几年来，很多类型的封装工艺被不同的公司设计。然而，对这些封装工艺电平可靠性的说明数据却十分有限，但是这种可靠性是评价封装工艺在产品中使用性的关键因素。大多数公布的封装工艺的电平可靠性数据只给出了在一个特定湿热条件下的非失效率。比如接口的过了1163从0上升到100的湿热循环测试。对于46接口、40接口、152接口、172接口的封装有同样的报导。220个I/体薄片封装工艺在温度迅速从升到+125的前500次循环测试中并没有表现出失效。升到+125的湿热循环实验中表现很好，没有失效迹象。部铅塑封(体薄片封装工艺通过了温度从升到85湿热测试中的1200次循环。但是晶圆电平组合装置薄片封装工艺显示的效果非常差。然而，依据这些数据很难比较不同封装在不同环境下的测试结果，并且大部分情况下信息都不能彻底的给出。第页共6页在本文中记录了六种不同的封装工艺，其中包括嵌入式柔性绝缘线薄片封装工艺、嵌入式硬性绝缘线晶片薄片封装工艺、晶片电平组合装置晶片薄片封装工艺和铅的结构封装工艺。这些工艺被集成在相同类型的同的封装同频球网格栅排列）和体积薄壁封装）等因素一起进行比较。2测试装置 测试装置 测试装置 测试装置所有的封装测试是循环进行的。每种测试的装置主要结构如图1（a）（f）所示。图1：（a）b）c）d）e）f）这八个封装中,m 测试中设计了两种实验装置：一种是单个封装可靠性的测试，另一种是安装在相同的板上各种类型的板的可靠性比较。我们把它们分别规定为类型1第页共6页与类型2。对于类型1的测试来说，24个分量的最大值与作为参考的m。表面应用了完全封装。非焊接剂标记表明填充物可以应用与各个模型中。对于不同的模型程度大小，焊接剂接点大小,填补物大小和模型开口大小都显示在表1中。焊接接点对于m 说是焊接剂的球的直径,对于说是填充物直径的大小，对于m 第一种测试装置中组合装置过程，m (5个千分之一寸)厚的不锈钢做成的。开口为激光削减。在封装的组合装置方面的详细讨论可以在注释10中找到。类型2对于下列各种封装来说有三种因素，各种封装包括m 们都被集成在7种封装集成在板上进行湿热测试，还有两种进行振动测试。板开口与类型1中各集成的封装相同，如表1所示。表1：填充物尺寸和模板开口尺寸3电平可靠性测试 电平可靠性测试 电平可靠性测试 电平可靠性测试封装工艺在两片不同厚度的行温度测试，即在很短的15分钟时间内温度迅速从25度。这种温度测试将作为电平可靠性的评估标准。电阻环里的每一个因素都进行连续监控测试。在每个温度循环记录中有两个读数器读数：一个读最高温度，一个读最低温度。在数次温度测试循环中发现电阻值有两组变化方式，一组是电阻值上升10%后仍然有显著增加直到电阻环破裂。如图2（a）所示的页共6页图2：电阻值变化的典型模型（分别在高温点和低温点测试）（a）b）然这种封装一旦达到这个变化值就无法正常工作。因此这种封装的失效标准定义为当电阻值在最高温度测试时上升超过10%的一点。这种标准适用与二组显示封装的电阻在一些阶段增加仅仅超过10%的起始值然后稳定不再变化，如图2(b)所示的于这种封装,当电阻环裂来是就认为是失效了。这种标准适用于测试结果 测试结果 测试结果 测试结果为了分析失效行为，定义F(t)(/)()1式中F(t)是失效分数，对63%失效的寿命特性,为种封装类型的失效数据用最小二乘法拟合为曲线中， 式中i=1,2,3,4,是失效序列数字，类型1装置中，结果显示除了m 5和图7中。图3：嵌入式柔性薄板封装工艺电平可靠性要导致这种封装疲劳失效的原因是粘和失效。失效主要发生在填充物的粘和部分，如图4所示。第页共6页图4：在粘合填充物出易发生断裂另一方面，同时也没有明显的裂纹在焊接处产生，说明这些压力被转移到弹性体和填充物上，这些填充物是涂上一层铜的金做成。为了提高性能，要求压力释放中心的提前或者提高铅材质的使用寿命。实验表明电线损坏率降低会大大提高封装的可靠性。在前面的测试表明改进型的封装也没有一种可以承受1800个循环的湿热实验。所有这些封装的实验结果不久都会报导出来。对于嵌入式硬性绝缘线晶片薄片封装工艺，两条曲线几乎是平行的，如图5所示，图5：嵌入式硬性薄板封装工艺电平可靠性种封装在失效时都在焊接处有很明显的裂纹第页共6页出现，如图6所示。图6：裂缝发生在焊接剂附垫的焊接点处（a）b）明显，压力导致的陶瓷底质与凹陷的球网格栅排列(法中高处的断裂说明与相同型号的连接盘网格栅封装相比前者在焊接处有更低的压力和更长的疲劳失效寿命。在此且显示了，第页共6页如果利用更多种填充物与更厚的电子板，图7中给出。图7：铅材质封装工艺电平可靠性要注意的是然两者的失效机制是不同的。对于效的位置主要发生在焊接接点处，如图8所示。图8：750次循环后m 效开始在九个循环时发生。到第100个循环时70%的封装结第页共6页构都已经失效。失效实验说明，在镍/金镀层与矽镀层之间材质比较差的会导致失效，如图9所示。图9：m 了使这种封装工艺有足够的使用可靠性需要改进镀层工艺。对于类型2，除了量的图10所示。图10：在类型2装置上的振动测试量的分散的数据导致了错误的此，拟合的曲线只能作为集成失效趋势的例子。对于集成在相同图10所示。这些曲线显示出正常和很好的第页共6页失效性能。如果以从图10中看出明这种失效是很容易被预见的。正如前面所讨论的，在焊接处的裂缝是导致失效的主要原因。对于缝的位置主要是在焊接接点与焊接填充物之间的焊接表面出现。对于效主要发生在焊接接点处，与温度 温度 温度 温度 /湿度测试和振动测试 湿度测试和振动测试 湿度测试和振动测试 湿度测试和振动测试对集成在类型1装置上的5%且发现这两种封装在测试中电阻值变化不足2%。所有的封装工艺，除了m 动测试的条件为在自动化装置中间隔振动，并且沿着三个方向中的任意一个振动两小时时间。等同与对一个机动车辆进行10年的振动测试。所有的集成封装都通过了这项测试。6结论 结论 结论 结论嵌入式柔性绝缘线薄片封装工艺与m 余封装失效是由于焊接接点处失效。因此，而对于嵌入式硬性绝缘线晶片薄片封装工艺内部的失效是构成封装失效的主要原因。嵌入式柔性绝缘线薄片封装工艺与嵌入式硬性绝缘线晶片薄片封装工艺的实用可靠性都很高，至少与另外几种传