1-3半导体封装件的可靠性评价方法

半导体封装件的可靠性评价方法LunasusLunasus科技公司细川 丰本章将依据半导体封装件牢靠性评价的根本考虑方法，以故障机〔产品〕寿命推导方法。封装件开发及材料变化过程中的牢靠性评价方法为实现半导体封装件功能和电气特性的提高，在推动多引脚化的同时，也要进展高密度封装化下的小型、薄型化。最近，搭载多个芯片的SiP〔SysteminPackage，系统级封装〕和芯片尺寸〔与封装尺寸〕格外相近的CSP〔ChipSizePackage，芯片级封装〕已开头量产，型封装件的开发和材料转变下的牢靠性评价方法进展讲解。最近的半导体封装件多数属于树脂灌封型，对半导体单体的牢靠性评价包括，高温保存〔或动作〕试验，耐湿性试验以及温度循环试验。另外，对于有可能要进展外表装配的高密度封装器型，需考虑焊接装配过程中的热应力状况，因此焊锡耐热性试验也是不行缺少的。体所发生的各种故障的主要加速缘由是什么后才能进展试验。例如，〔水分〕是造成硅芯片上金属线路受到腐蚀〔1〕的主要缘由之一，而温度可以加快水分浸入封装件内的速度，所以高温、高湿下的试验才有效果。与此同时，在电压也是故障主因的场合，有必要进展高温、高湿下的通电试验。如上所述，对于封装件相关的各种故障，通过对机理的解析，找性评价的根底。针对封装件构造的牢靠性试验正如开头所述，为实现封装件的高功能、高密度化，封装件的外观外形的主流是QF〔QuadFlatPackag和GridArray，球栅阵列BGAASI〔专业集成电路〕BGA方式，随着组装技术的提高，正朝着追求更高功能的SiP2所示。a是积层型SiP最下层的ASIC〔SDRAM〔NV记忆芯片借助芯片粘接材料来固定，通过金〔属〕键合方式完成与基板的电气连接。由此可见，因存在多用材料的FMEA〔FailureModeandEffectAnalysis，失效模式与效果分析〕1收集了多年通过实施高温动作试验和高温保存试验来验证器件加工流程的牢靠度重视，封装件的牢靠性评价是必需的〔试验〕工程。再者，现在所金属线路腐蚀并增大其边际安全实行耐湿性试验，BGACSP在基1所展现的内容外，针对封装件构造的跌落试验和振动试验也是很有必要的。铝/金连接部故障的牢靠性评价很多的牢靠性试验是针对磨损故障的，牢靠性试验的最终推断目线连接局部的合金〔共晶〕成长导致电阻增大〔断线〕的故障现象的长，脆弱的Au4Al与树脂中的溴元素〔Br〕会产生高温氧化腐蚀。3层下部是Au5Al2，与金相连接的上层形成Au4Al共晶层，此共晶层在溴的作用下，最终生成电阻高的Al2O3，从而导致断线。依据该故障的机理，可以通过实施高温保存试验这种加速评估的3种高温条件下〔150℃、175℃和200℃〕的产24是试验韦布图。温度与化学反响的依存性可以由阿仑尼乌斯公式表示出，以下是阿仑尼乌斯方程式，L表示故障消灭的时间〔寿命。：常数，E--〔e，k：波尔曼常数〔8.6157ⅹ10E5〈Ev/K〕,T：确定温度〔K〕12.LnL=A+Ea/kT……………..(2)L1T1下的寿命，L2T2下的寿命，即得出：LnL1=A+Ea/kT1……………..(3)LnL2=A+Ea/kT2……………..(4)〔3〕—〔4〕得到消退常数A5.LnL1—LnL2=Ea〔1/kT1—1/kT2〕……..(5)因此，Ea的方程式如下：Ea=Ln(L1/L2)/〔1/kT1—1/kT2〕…………..(6)0.1的故障率所对应的时间〔定义为寿命，2001361755811.0eV本稿依据了封装器件牢靠性评估的根本考虑方式，来讲解通过加速试验来推导