气密性封装内部水汽含量的控制

气密性封装内部水汽含量过高,会使芯片及电连接系统发生各种物理化学反应,从而造成器件参数不稳定甚至失效,为了保证空封半导体器件的可靠性,生产上不仅需要检测器件封装的气密性,而且需对器件内部水汽含量进行有效的控制。因国内许多生产单位不具备对内部水汽含量进行有效控制的条件和检测设备,因而通过本文的讨论并采用有效防止水汽存在或引入器件的内部,使水汽含量控制在规定的范围内(GJB548A-96、GJB33A-97规定内部水汽含量为:100±5℃,烘24小时以上,小于5000ppmV,且这是最低要求)。因要使器件(未经钝化处理)无因水汽引起的失效,最稳妥的办法是使器件内部水汽含量小于500ppmv;实际上,对大多数器件内部水汽含量若能保持在1000ppmv 以下即能保证器件可靠运行。我们采用合金烧结芯片、合金封帽的器件其内部水汽含量控制在300ppmV 左右,聚合物导电胶装片、合金封帽的在1200ppmV 左右,银玻璃装片、Pb-Sn-Ag 合金封帽的在3000ppmV 左右,即便有某些偏差,亦能保证内部水汽含量控制在较低的范围内,使生产的器件可靠性大大提高,并能100%通过水汽含量检测。     

集成电路内部水汽含量的控制

简要叙述了集成电路封装内部水汽的形成；指出集成电路封装内部水汽主要是由封装环境气氛中的水份以及封装管壳和芯片表面吸附的水汽所造成的；论述了内部水汽引起集成电路电性能的退化，从而影响建成电路的可靠性。并介绍了纯氮气气氛保护封装、增加红外烘烤等控制集成电路内部水汽含量的措施。     

半导体器件和集成电路水汽含量控制的研究

半导体器件和集成电路水汽含量偏高,会影响产品的电性能和可靠性。随着可靠性要求的提高,半导体器件和集成电路的内部水汽含量要求控制在5×10^-3以下。导致水汽含量偏高的原因有3个方面：一是壳体的密封性能差;二是预烘焙不够充分或封帽时控制不当：三是封帽时氮气的纯度不高。针对这3个方面因素分别提出了相应的解决办法,将封装产品的水汽含量稳定地控制在5×10^-3以下,一般内控指标要求在2×10^-3以下,才能保证产品批次性质量要求,从而提高产品的可靠性．     

导电胶固化状态对器件内部水汽含量的影响

气密性封装器件的芯腔内部如果存在大量的水汽，则会影响器件的可靠性，因此在封装的过程中，要对器件内部的水汽含量进行控制。但是目前的控制措施主要是从封帽环境、原材料等方面入手，对导电胶固化状态对器件内部水汽含量的影响研究得较少。因此，首先，对比了不同固化状态导电胶的固化度和吸水率；然后，对不同固化状态对器件内部水汽含量的影响进行了研究。结果表明，充氮烘箱的装载量会影响导电胶的固化状态。当导电胶在300℃下的固化时间为30 min时，其固化度为100%，吸水率约为0.45%；当在300℃下的固化时间为10 min时，其固化度约为92%，吸水率约为0.94%。导电胶固化不充分时，其在温度循环和高温烘烤中会继续固化，并释放出少量的水汽和大量的二氧化碳。固化不充分的导电胶会在双85试验中吸收水汽，即使器件在封帽前会进行烘烤，吸收的水汽也未能完全排出，导致器件内部水汽含量升高。随着烘烤时间的增加，器件内部水汽含量逐渐地减少，当将烘烤时间延长至13 h时，可有效地去除固化不充分导电胶吸收的水汽，使水汽含量低于1 000×10^-6。     

密封封装内部水汽含量判据研究

密封封装内部的水汽对于半导体器件的可靠性是一种威胁,由此导致的硅表面铝金属线的腐蚀是一种主要的失效机理。为了防止密封封装内部发生腐蚀失效,从而提高器件的可靠性,美军标和我国国军标均给出了内部水汽含量的试验流程和判据。然而另一些研究表明,水汽的单独存在并不会导致铝线腐蚀失效。研究了水汽在密封器件的腐蚀失效机理中的作用,对硅表面铝线的腐蚀过程进行了数学描述,分析了目前标准中内部水汽含量判据,并给出了防止密封器件腐蚀失效的建议。     

封装腔体内氢气含量控制

目前,对密封腔体内的水汽、二氧化碳、氧气含量的研究比较多,内部水汽含量控制在≤5 000 ppm、氧气控制在≤2 000 ppm、二氧化碳控制在≤4 000 ppm、氦气控制在≤1 000 ppm的密封工艺技术已解决[9],氢气含量控制的研究则未见报道。对于一些气密性要求高的封装应用领域,还需要控制氢气含量,如MEMS、GaAs电路等。分析了平行缝焊、Au80Sn20合金封帽的导电胶、合金烧结的器件的内部氢气含量,并分析了125℃168 h和125℃1 000 h贮存前后氢气含量的变化情况;在试验的基础上,提出了氢气的主要来源和针对性的工艺措施,并取得了期望的结果：密封器件经过125℃、1 000 h贮存后的氢气含量也能控制在≤4 000 ppm。     

内部水汽对半导体器件可靠性影响的研究

由于各种原因,国内对器件内腔水汽的危害还没给予充分重视和有效控制,器件内部水汽含量较高,使之在环境温度低于封装内水汽露点温度的条件下工作与贮存时容易发生失效,对器件可靠性直接造成威胁,是个急待解决的问题。本研究目的在于了解国产军用密封半导体器件内部水汽现状及其对可靠性的影响,探讨揭示内部水汽问题的有效试验方法,寻求降低水汽影响,提高器件可靠性的主要途径。     

微电路封装产品内部水汽含量的分析与控制方法

为了使我所微电路封装产品能广泛满足航空、航天及其他特殊领域对内部水汽含量的要求(≤5000ppm),提出了降低金属或陶瓷结构封装的微电路封装产品内部水汽含量的控制方法和工艺要求。     

集成电路封装设计可靠性提高方法研究

集成电路封装是集成电路制造中的重要一环,集成电路封装的目的有：第一,对芯片进行保护,隔绝水汽灰尘以及防止氧化;第二,散热;第三,物理连接和电连接。在进行封装设计时,可以通过一些方法,增强产品的制造稳定性以及产品的可靠性。文章研究了引线框架、线弧、等离子清洗及塑封料对封装可靠性的影响以及一些获得高质量的方法。例如：引线框...     

MEMS封装中的封帽工艺技术

MEMS封装技术大多是从集成电路封装技术继承和发展而来,但MEMS器件自身有其特殊性,对封装技术也提出了更高的要求,如低湿,高真空,高气密性等。本文介绍了五种用于MEMS封装的封帽工艺技术,即平行缝焊、钎焊、激光焊接、超声焊接和胶粘封帽。总结了不同封帽工艺的特点以及不同MEMS器件对封帽工艺的选择。本文还介绍了几种常用的吸附剂类型,针对吸附剂易于饱和问题,给出了封帽工艺解决方案,探讨了使用吸附剂、润滑剂控制封装内部环境的方法。     

陶瓷封装电路内部水汽的稳定性控制

简述了集成电路陶瓷封装内部水汽含量的不稳定性,主要是由粘接材料导电胶在高温下分解释放出的水汽所造成的.不同的封装温度内部水汽含量不一样.说明导电胶应充分固化,尽可能在较低的温度下进行封盖.     

密封电子元器件内部水汽含量问题探讨

提出了国产密封电子元器件封装内部水汽含量高的问题，阐述了内部水汽对元器件性能与可靠性的影响，探讨了降低内部水汽含量的主要技术途径。     

塑封集成电路离层对可靠性的影响及解决方法

塑封集成电路因其是非气密性封装,封装材料热膨胀系数的不同以及被粘接材料表面能低,是造成塑封电路离层或开裂的内部原因。通过选择特殊的封装材料（特别是框架材料）和工艺可以解决离层或开裂问题,大大提高塑封集成电路的稳定性和可靠性。水汽是造成塑封集成电路离层或开裂的外部原因,可以通过驱除和防潮措施来解决。要提升塑封集成电路可靠性,必须从技术和工艺上解决塑封电路离层或开裂问题。我们在这方面做了有益的尝试,取得了良好的效果,为拓展塑封集成电路的应用领域创造了条件。     

混合集成电路内部水汽分析与控制方法

本文简要叙述了内部水汽对混合集成电路性能与可靠性的影响，分析了形成水汽的主要原因，并根据工作实践，提出控制内部水汽含量的有效措施与途径。     

封装内水气含量的影响及控制

本文介绍了电子元器件气密封装内的水汽含量对器件可靠性的影响,封装内水气的三个主要来源及控制方法。     

密封微电子器件真空烘烤工艺研究

重点讨论气密封装微电子器件真空烘烤工艺,首先介绍了影响气密封装微电子器件内部气氛的主要因素,这些因素形成的原因以及对气密封装微电子器件的危害。影响气密封装微电子器件可靠性及稳定性的内部因素主要是水汽。分析消除气密封装微电子器件内部水汽及污染物的原理及方法,并详细分析如何通过选择温度、真空度、氮气、烘烤时间以及循环次数等工艺参数,在封装之前对气密封装微电子器件(在-55~125℃范围内释气)进行真空烘烤循环工艺处理,来消除器件内部的水汽及表面吸附的污染物。     

陶瓷封装腔体内气体含量分析与控制

气密性封装技术应用广泛,内部水汽的含量能很好地控制在5 000×10-6以下。但在气密性封装器件的失效分析中发现,失效器件的某些失效与其内部除水汽之外的其他气氛含量异常有关,如锡基焊料焊接芯片长期贮存后抗剪/抗拉强度下降,与内部氧气含量高有关;银玻璃烧结的,长期贮存后抗剪/抗拉强度下降,与内部二氧化碳含量异常相关;内部...     

水汽对塑封集成电路、分立器件可靠性的影响

塑料封装是一种非气密性封装,所用封装材料主要是由改性环氧树脂和填充料配制而成,它具有一定的亲水性,因此具有容易在其表面吸附环境中的水汽的特点。当吸附了水汽的器件处在高温环境时,器件内部吸附的水汽被汽化,产生的蒸汽压力急剧升高,导致器件内部各界面间产生分层和焊线损伤,甚至发生"爆米花"现象等。本文例举一个典型案例,来说明水汽对塑封器件的影响,寻找降低水汽对器件影响的措施。     

气密性金属封装内的水汽及气氛研究

从封装管壳、贴片材料、固化烘烤处理方式等方面,研究了封装内部的水汽和气氛。结果表明,管壳清洗后烘焙的水汽含量低于清洗后不烘焙的水汽含量。粘结材料(环氧树脂、氰酸酯树脂等)吸附于器件表面,其排放对封装内的水汽有严重的影响。对于环氧树脂H35和氰酸酯树脂JM7000两种导电胶,烘焙后的效果要好于未烘焙,且随着烘焙时间的延长,水汽含量逐步降低。对外壳清洗后进行150℃/8h的烘焙,对水汽和气氛都有好处。由于储能焊对导电胶的热冲击不大,两种导电胶的水汽和气氛排放并无明显差别。     

晶体管封装腔内水汽含量的分析与控制

本文在对现有国军标晶体管封装腔内水汽含量检测及分析的基础上,提出了降低腔内水汽含量的有效办法和途径,经改进封装后的国军标晶体管,其腔内水汽含量从原来的27300－26200PPm下降到274－542PPm,改善了将近两个数量级,大大低于GJB33A－97规定的500PPm的标准要求,器件可靠性的提高,必将为广大军用户重点国防工程,军事装备的系统可靠性创造美好的前景。