铜丝键合在实际应用中的失效分析

研究并总结了铜丝键合塑封器件在实际应用环境中工作时发生的几种不同失效模式和失效机理,包括常见封装类型电路的失效,这些封装类型占据绝大部分铜丝键合的市场比例。和传统的实验室可靠性测试相比,实际应用中的铜丝失效能够全面暴露潜在可靠性问题和薄弱点,因为实际应用环境存在更多不可控因素。实际应用时的失效或退化机理主要包括:外键合点氯腐蚀、金属间化合物氯腐蚀、电偶腐蚀、键合弹坑、封装缺陷五种类型。对实际应用中的数据和分析为进一步改善铜丝键合可靠性、提高器件稳定性提供了依据。     

一种MHz光耦隔离放大器的设计与分析

本文设计了一种基于高线性度高带宽模拟光耦HCNR201芯片的MHz光耦隔离放大器电路,主要应用于计算机数据采集系统中,对其信号进行隔离从而实现过电压保护和提高共模抑制比.HCNR201光耦器件具有双光电二极管结构,使电路在输入端构成反馈环节,消除了光耦的电流传输比对直流增益的影响,为了方便分析建立了它的等效电路.利用线性控制系统的理论方法建立了所设计的隔离放大器电路的数学模型,推导出了电路的传递函数,对电路进行了理论分析和参数优化,并给出了分析设计结果.同时研制了隔离电路并对其进行了实验测试,实验结果与理论分析结果比较一致,符合设计要求,其理论分析方法可以为类似电路设计提供参考.     

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...     

基于COB组装工艺的芯片失效分析

在市场上逐步推广的液晶模块(LCM)生产中,其LCD系列驱动电路的封装工艺主要采用裸芯片的COB(chip on Board)封装方式。文中通过总结自行设计和加工的LCD系列电路在应用厂商批量使用过程中出现的COB封装问题,对COB的工艺流程、COB工艺中的关键工艺——键合以及主要的失效点以及常见的失效原因进行分析,并结合在实际推广过程中问题的解决方法,对LCD系列驱动电路和其他芯片在COB应用中主要出现的键合不良、边缘铝层颜色异常、钝化孔残留、键合参数、COB环境等方面问题加以整理归纳,并提出了可行的解决办法。     

键合线互连电路的优化设计

介绍了一种微波多芯片组件中芯片与传输线互连的键合线互连电路设计。采用低通滤波器方法设计的键合线互连电路结构,在键合线长度一定的情况下,能够显著提高键合线互连电路的频率响应。设计了一种基于3阶低通滤波器的键合线互连电路,将键合线的寄生电感融入了3阶低通滤波器中,改善了键合线互连电路的微波传输特性,提高了键合线互连电路的截止频率。采用微波电路设计软件和三维电磁场软件相结合的设计方法,对键合线互连电路的微波特性进行建模、分析,验证了这种电路设计方法的正确性。     

对使用铜丝键合的功率MOSFET进行失效分析

由于铜丝键合可以替代金键合,价格又便宜,正在被越来越多地应用到微电子元器件当中。目前的情况表明铜是可行的替代品,但是证明其可靠性还需要采用针对铜丝键合工艺的新型失效分析(FA)技术。在本文中,我们将讨论一些专门为使用铜丝技术的元器件而开发的新型失效分析技术和工序。我们会将解释为什么铜丝的处理方式和金丝不一样,并且以功率MOSFET器件为例,循序渐进地了解失效分析的过程,保存对失效器件进行有效分析所需要的所有证据。     

大管脚数的表面安装塑封器件新的失效机理的研究

本文简述了塑封器件的特点及其发展，和随之而出现的新的失效机理，塑封分层剥离，开裂（俗称“爆米花”效应）。并通过对一个ＱＦＰ８０脚表面安装（ＳＭＤ）塑封器件微处理单元电路的失效分析，使用先进的手段证实了大管脚表面安装塑封器件管壳的分层剥离产生的应力可使键合接头开裂，导致器件电失效，及塑封分层剥离，开裂产生的原因，提出了避免此类现象发生的合理建议。     

铜丝球键合工艺及可靠性机理

文章针对铜丝键合工艺在高密度及大电流集成电路封装应用中出现的一系列可靠性问题,对该领域目前相关的理论和研究成果进行了综述,介绍了铜丝球键合工艺、键合点组织结构及力学性能、IMC生长情况、可靠性机理及失效模式。针对铜丝球键合工艺中易氧化、硬度高等难点,对特定工艺进行了阐述,同时也从金属间化合物形成机理的角度重点阐述了铜丝球键合点可靠性优于金丝球键合点的原因。并对铜丝球键合及铜丝楔键合工艺前景进行了展望。     

混合电路内引线键合可靠性研究

本文简述了混合电路以及半导体器件内引线键合技术原理，分析了影响内引线键合系统质量的因素，重点分析了最常见的几种失效模式：键合强度下降、键合点脱落等，并提出几点改良措施。     

加强失效分析,提高产品可靠性

通过对一批七专电路键合点严重腐蚀的失效分析,提出了相应的改进措施,使产品的可靠性得到了保障.     

Au-Al双金属键合可靠性分析

键合是半导体器件生产过程中的关键工序,对器件的产品合格率和长期使用的可靠性影响很大。在半导体器件中Au-Al键合系统的失效现象屡有发生,但又不可避免的使用,因此Au-Al双金属键合的可靠性备受人们的关注。通过分析Au-Al双金属键合的失效机理,提出了Au-Al双金属键合的正确设计方法及工艺控制措施,给出了多个批次多个品种的Au-Al双金属键合的实际使用结果。研究表明,只要设计正确,采用有效的工艺控制措施,在结温150℃以下使用,采用Au-Al双金属的器件仍然可以应用在高可靠场所。     

基于SIFT技术的集成电路失效缺陷分析

激励源诱导故障测试(SIFT)是一种新型的失效定位技术,可用于集成电路和分立器件中漏电、击穿、短路等失效点的定位及失效机理的分析。在介绍SIFT技术工作原理的基础上,利用该技术进行了六反相器电路的深埋层缺陷、收发器电路中电源与地之间漏电流失效和串行输出模数转换电路MOS器件欧姆短路的定位,并结合微结构观测分析了失效原因。研究结果表明,SIFT技术能有效分析光发射显微镜(EMMI)和激光光束诱导阻抗变化测试(OBIRCH)技术较难定位的缺陷,弥补了这些常规失效分析技术的不足。     

金丝引线键合失效的主要因素分析

通过对金丝引线键合工艺失效模式的研究,分析影响金丝引线键合失效的各种因素,并提出相应的解决措施.为金丝引线键合的实际操作和理论学习提供技术指导,从而更好的降低键合器件的失效率、提高键合产品的成品率和键合效率.     

一种基于退化数据的元器件可靠性定量检验方法研究

针对高可靠元器件可靠性鉴定中缺乏可靠性级别定量评价的问题,基于失效物理,分析了键合强度参数退化及失效判据,并给出了退化模型的数学表达和参数估计方法,研究基于退化量分布的可靠性定量检验方法,并采用AD厂家的AD524SD作为试验器件,进行了相应的试验分析和验证。结果表明,提出的高可靠性级别器件鉴定检验方法具有很好的工程适用性和应用价值。     

集成电路封装级失效及其定位

失效分析中有许多类型的封装级失效.由于封装材料限制或者无损检测要求,无法从外观直接观察到失效点,需要借助于设备进行失效定位才能快速、准确地进行分析.总结了集成电路封装级失效的几种常见失效机理和失效原因,提出三种有效的分析手段和分析方法进行失效定位:X射线检测、超声扫描声学显微镜以及热激光激发光致电阻变化(OBIRCH)技术,分别用于元器件结构观察、不同材料界面特性分析和键合损伤位置定位.从倒装芯片封装、陶瓷封装、塑料封装和金铝键合短路四个失效分析的实际案例出发,阐明三种封装级失效定位手段应用的领域、特点和局限性.结果表明在封装级失效中,通孔断裂开路、焊料桥连短路、键合损伤和界面分层等缺陷能够准确地被定位进而分析.     

光电耦合器封装及相关失效机理

与一般的半导体器件相比,光电耦合器的工作原理、结构和封装设计独具特色。光耦的失效机理除与单独的LED、三极管相同外,还有它独有的失效机理。在简单介绍光耦的工作原理与封装结构的基础上,重点分析了几种与光耦封装有关的失效机理:导光胶或反射胶工艺控制不佳导致胶开裂、起皮;光耦内部材料间热膨胀系数不匹配,内部电连接开路;内部沾污产生腐蚀;塑料和内部有机胶吸潮发生"爆米花效应";外部电路异常导致光耦失效。并针对各种失效机理提出了改进措施。     

时序逻辑电路失效分析

利用液晶热点定位和电压衬度像等技术手段,准确定位了一时序逻辑电路的失效部位,结合电路原理分析以及芯片版图,详细解释了器件失效模式与失效现象的关系,并对其失效原因进行了实验验证.结果显示,电压衬度技术可以直观地显示逻辑电路内部某点的逻辑状态,在失效定位以及失效模式确认方面起重要作用;时序逻辑电路失效后存在电势竞争现象,本失效案例表明,当电路中某点出现"1"和"0"的电势竞争时,该点表现为"1".     

光电耦合器（OCEP）早期故障的可靠性研究及应用

通过对大量失效光耦分析研究,失效现象集中在早期,问题统一。结合光耦失效样品的失效现象、失效原理、及失效机理分析,从金线绑定异常、内部残留金属异物、漏打胶、晶片污染方面研究光耦的可靠性,发现主要失效是早期产品加工存在异常缺陷导致,产品在投入使用后短期内反馈异常。通过对制程的优化改进,如提升自动化制造、检测能力,不断优化改进制程,提升光耦制造流程可靠性,保证产品可靠性。     

反熔丝型FPGA电路过电应力失效分析

反熔丝电路作为航天领域广泛使用的核心芯片,其失效机理及是否与反熔丝器件相关尤为重要.对某款反熔丝电路电源过应力失效问题进行机理分析,同时通过逻辑分析并配合EMMI、红外等分析手段,对失效点进行物理定位.在此基础上,进一步通过FIB和SEM观察到时钟网络中某NMOS管漏结及布线发生了严重的电迁移,对电源过应力引起NMOS...     

新型铜线键合技术

铜线以其良好的电器机械性能和低成本特点已在半导体分立器件的内引线键合工艺中得到广泛应用;但铜线的金属活性和延展性也在键合过程中容易带来新的失效问题.文中对这种失效机理进行了分析.