新型塑封器件开封方法以及封装缺陷

随着塑封器件(PEMs)质量和可靠性的不断提高,塑封器件的应用领域进一步扩展,也逐步应用于军事领域.去除塑料包封层,露出芯片表面,是DPA(破坏性物理分析)及FA(失效分析)的关键一步.对塑封器件的开封技术进行了简要的介绍,并对开封中发现的一些失效模式进行分析.通过对塑封器件开封方法的研究,确保塑封器件的开封质量,为进一步对塑封器件进行DPA和失效分析建立了基础.     

外来物导致的塑封器件金属化层损伤机理分析

对塑封器件进行破坏性物理分析(DPA),发现有样品芯片表面存在金属化层损伤。对损伤部位进行背散射电子成像和能谱分析,确定损伤部位存在钢颗粒。结合塑封封装工艺环节进一步分析损伤形貌,结果表明钢颗粒来源于塑封模具破损或老化,在环氧固化过程中产生的应力导致钢颗粒压碎金属化层。分析了具有这类缺陷的塑封器件在高可靠应用领域中的危害性。这类缺陷形成机理不常见,研究结论对改进塑封器件生产工艺具有参考价值。     

塑封铜引线集成电路开封方法

在集成电路高速发展的时代,内引线为铜的集成电路因为低廉的价格和性能方面的优势,将越来越多地被制造和改进,破坏性物理分析(DPA)中也将会遇到大量的塑封铜引线集成电路,这类器件开封容易引起铜引线、键合点的腐蚀等问题。对这类器件研究后的开封方法是：激光开封后一定比例的混酸腐蚀能使铜线和键合点完好保留,芯片表面无塑封料残留。本文提供了一种对塑封铜引线集成电路进行开封的可靠方法。     

基于缺陷检测的多芯片塑封光耦器件开封方法

塑封光耦器件主要用于电源隔离、信号转换、脉冲放大等领域.基于缺陷检测的需求,保持芯片、键合丝、基板等部位的原始状态是开封技术的重要指标.针对多芯片塑封光耦器件缺陷检测难的问题,为了避免开封对关键缺陷点的损伤,提出了一种多芯片塑封光耦器件的开封方法.利用X射线对器件进行内部结构分析和缺陷定位,通过机械预处理、激光烧蚀、激...     

塑封器件无损开封技术介绍

随着现代微电子行业的发展,对产品质量和结构安全性、使用可靠性提出了越来越高的要求。由于无损检测（NTD）技术具有不破坏试件、检测灵敏度高等优点,其应用日益广泛。塑封材料又以其低成本、生产工艺简单、适合大规模生产等特点,占据了整个微电子封装材料97％以上的市场。文章对塑封器件的开封技术及需要注意的事项进行了较详细的介绍和说明,列出了针对各种封装形式的无损开封方案,为无损开封的实际应用提供了便利。通过对塑封器件开封办法的研究,确保塑封器件的开封质量,为进一步对塑封器件进行DPA和失效分析建立了基础。     

塑封倒装焊器件DPA试验流程研究

倒装焊器件与常规的引线键合结构不同,现行的DPA标准不能完全适用于倒装焊结构.结合现有标准和倒装焊器件结构特点,以某塑封倒装焊集成电路器件为例,提出一套经过试验验证的、实用性强的倒装焊器件DPA试验流程.在原来标准的基础上提出了对BGA焊球材料成分分析、底充胶检查的超声扫描要求、芯片凸点结构检查等一些新的DPA要求.BGA焊球材料成分分析是使用能谱分析实现的,而芯片凸点结构检查则是通过对器件进行研磨开封实现的.经过试验验证,该流程方案可用于倒装焊集成电路器件的实际DPA工作.     

激光技术在塑封器件开封中的应用

引入激光技术与手动、自动酸开封相结合的新开封工艺,对小型、异形及有多块芯片的塑封器件进行开封实验。首先利用激光准确对芯片上方的塑封料进行部分刻蚀,再结合自动酸开封或手动酸开封去除芯片表面的塑封料。实验结果表明,激光开封后的器件再进行手动酸开封时间仅需8 s,相对于未引入激光开封技术的传统酸开封方法,激光开封技术在塑封器件开封中能达到定位准确、缩短开封时间、提高开封效率的效果。     

PBGA封装的耐湿热可靠性试验研究

塑封电子器件作为一种微电子封装结构形式得到了广泛的应用,因此湿热环境下塑封电子器件的界面可靠性也越来越受到人们的关注.为了研究塑封器件及其所用材料在高湿和炎热(典型的热带环境)条件下的可靠性,采用耐湿温度循环的试验方法,以塑封球栅平面阵列封装(PBGA)器件为例进行测试.试验结果表明,芯片是最容易产生裂纹的地方,试验后期器件产生的裂纹主要出现在芯片和DA材料界面处及芯片、DA材料和EMC材料三种材料的交界处.空洞缺陷是使界面层间开裂的主要原因,在高温产生的蒸汽压力和热机械应力的作用下,界面上的微孔洞扩张并结合起来,导致器件最后失效.     

电子元器件破坏性物理分析中几个问题的探讨

通过对电子元器件破坏性物理分析(DPA)试验中发现的混合电路中塑封器件检查、X射线检查密封宽度判据、剪切强度判据和半导体二极管芯片目检等问题进行分析、探讨,加强对DPA试验评价电子元器件固有可靠性机理的认识,以实现恰当、灵活运用标准开展DPA工作。     

PBGA器件层间界面裂纹J积分分析

塑封电子器件在湿热环境下容易产生界面层裂失效已经得到广泛认同.针对PBGA塑封器件,采用J积分的方法,运用有限元分析软件计算和分析了模塑封材料(EMC)和硅芯片界面层间的裂纹.分析结果表明,当初始裂纹出现在硅芯片、芯片下材料层面和EMC材料交界处时,比较容易发生裂纹扩展.     

环扫电镜表征影响因素及芯片失效分析应用

对环境扫描电镜(ESEM)表征影响因素进行试验研究,根据半导体芯片的结构,进行成像参数优化,试验结果表明较为适合的优化参数为:腔室气压40Pa~80Pa,加速电压10kV~20kV.研究了裙散效应对能谱分析的影响,结果表明非分析区域元素含量与离能谱分析点的距离呈幂函数衰减,应证了文献报道的理论计算,对于能谱分析排除干扰元素有一定的参考意义.针对破坏性物理分析(DPA)试验中发现的塑封器件腐蚀缺陷,利用ESEM在优化参数下进行机理分析,结果表明玻璃钝化层裂纹是导致铝金属条被腐蚀的原因,而玻璃钝化层裂纹是由于器件材料性质不匹配,在热载荷条件下产生热应力而引起.这种表层缺陷极有可能因为镀膜而被掩盖,因此,利用ESEM检测半导体器件具有一定的必要性.     

倒装芯片组装集成电路开封方法

倒装芯片组装集成电路的结构与常规封装不同,导致现行开封技术不完全适用于倒装芯片组装集成电路。对不同封装形式的倒装芯片组装集成电路结构分析,找出目前制约开封技术的关键因素。以陶瓷及塑封封装倒装芯片组装集成电路为例,运用热风枪、高温预处理、机械应力及化学腐蚀等方法,提出了一套适用性强、效率高的综合性倒装芯片组装集成电路开封工艺技术,并通过实例进行验证和总结。通过运用该技术可以有效解决倒装芯片组装集成电路的开封问题,为后续标准的修订及破坏性物理分析提供依据和帮助。     

Reliability evaluation of plastic encapsulated parts

This work compares the failure rates of several families of plastic encapsulated microcircuits (PEMs) using both field and test data (test data are converted to device failure rates for field conditions using common acceleration equations) and Mil-Hdbk-217 calculations. Calculated failure rates are obtained from the Mil-Hdbk-217F for both plastic encapsulated and ceramic hermetic class-B microcircuits. Comparisons show that the results from Mil-Hdbk-217 are misleading and that the US military and Government part-selection methods should not be burdened by this -217 methodology     

军用塑封器件失效机理研究和试验流程

由于其结构和材料等因素,侵蚀、"爆米花"效应和易受温度形变是塑封器件常见的失效机理,在其装入整机之前必须经过严格的可靠性评价或筛选以降低风险。推荐了一套优化的塑封器件试验流程,试验评价流程组合包括无损的外目检、X射线检查、声学扫描显微镜检查,以及具有破坏性的DPA、寿命试验和耐潮性项目。该试验评价程序针对主要的失效机理,充分考虑了塑封器件的批质量一致性、高温下的器件寿命和耐潮性,可以作为军用塑封器件的主要评价手段。     

New findings in the occurrence of false-healing in plasticencapsulated microcircuits using scanning acoustic microscopy

“False-healing” refers to the occasionally observed reduction of delamination in plastic encapsulated microcircuits, In previous studies, “false-healing” was reported only at the leadframe-plastic interface. It was thought that the chemical contaminants present in the flux enter the package and form corrosive products which fill up the internal air gaps. This paper reports on some new findings in the occurrence of false-healing in plastic packages using scanning acoustic microscopy. This study found that false-healing also occurs in instances where there was no exposure to corrosive media. Additionally, false healing was observed at the die-plastic interface, where chemical contaminants could not reach. Alternate explanations for this phenomenon are suggested and its impact on damage assessment of plastic encapsulated microcircuits is discussed     

塑封电子元器件破坏性物理分析方法

目前塑封电子元器件得到广泛的应用,但它本身的质量问题却使得关键系统和模块中很少采用塑封电子元器件,而作为验证电子元器件的设计、结构、材料和制造质量的破坏性物理分析至今还没有形成标准或方法,还不能有效地应用到塑封电子元器件的可靠性验证中。根据塑封电子元器件的特点和主要的缺陷形式,给出塑封电子元器件破坏性物理分析的参考方法,并为将来塑封电子元器件破坏性物理分析标准或方法的制定打下基础。     

Why use PEMs in military equipment: users'' response

Since the early 1980s, with significant improvement in plastic packaging of microcircuits, accelerated environmental testing has indicated continuous reliability improvements. These data have been generated by independent researchers, Universities, users and suppliers. The question which still remains concerns their use in high reliability applications for extended periods in harsh environments. Such applications would be in the military, automotive, and commercial airline markets. This report is the result of responses to a survey directed at military equipment developers. Its goal was to determine advantages and disadvantages in the use of commercial plastic encapsulated microcircuits (PEMs) versus the use of MIL approved microcircuits as received by the equipment manufacturer. Responses, however, impacted all three markets, not only military.