熱膨脹系數(shù)不匹配導(dǎo)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(shí)各有器件失效，開(kāi)封前的檢查仍然沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。開(kāi)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(duì)芯片的壓應(yīng)力會(huì)通過(guò)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(huì)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(yīng)力過(guò)程中刺傷金屬化布線(xiàn)和鈍化層，導(dǎo)致金屬化布線(xiàn)間短路或開(kāi)路。

　　4 評(píng)價(jià)方法

　　對(duì)于塑封器件的可靠性評(píng)價(jià)主要是缺陷暴露技術(shù)，而缺陷在器件使用前是很難通過(guò)常規(guī)的篩選來(lái)發(fā)現(xiàn)的。一旦器件經(jīng)過(guò)焊接或?qū)嶋H工作時(shí)就會(huì)顯露出來(lái)。采用高加速應(yīng)力試驗(yàn)可以暴露各種缺陷，從而可剔除早期失效產(chǎn)品。

　　Hughes公司指出溫度沖擊和隨機(jī)振動(dòng)是考核元器件非T作狀態(tài)可靠性的最有效的高加速應(yīng)力方法。統(tǒng)計(jì)分析表明，溫度沖擊能夠暴露元器件2／3的潛在缺陷。而對(duì)于溫變應(yīng)力敏感的塑封器件，可以通過(guò)選擇合適的溫變參數(shù)（參照產(chǎn)品的使用等級(jí)）進(jìn)行評(píng)價(jià)［4］。參考MIL883E以及結(jié)合經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，可以采用負(fù)溫3 0 m i n，正溫30min，大于1 00個(gè)沖擊的試驗(yàn)方案。

　　溫度沖擊試驗(yàn)后，除了進(jìn)行聲學(xué)掃描檢查界面分層情況外，還要進(jìn)行X射線(xiàn)檢查外引腳與芯片鍵合區(qū)的金線(xiàn)完整情況；最后要將器件開(kāi)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(guò)溫度沖擊試驗(yàn)的判斷。