集成電路封裝可拿性試驗是指對集成電路進行封裝可靠性調查、分析和評價的一種手段,即對封裝或材料施加一定的應力(如電應力、熱應力、機械應力或其綜合),檢查其在各種應力作用下的各項性能是否穩定,各種參數是否超出技術指標,以及封裝結構是否完整,從而判斷集成電路的封裝是否合格或可靠,設計是否合理,制造是否正常。集成電路在貯存、運輸和使用過程中,會遇到非常復雜的各種環境,如振動、沖擊等機械力作用,潮濕、鹽霧或各種射線輻照等惡劣環境,還需要在高溫/低溫及溫度劇烈變化的條件下正常工作,這些機械作用和環境的影響可能使集成電路加速損壞,而其影響程度將涉及集成電路封裝結構的合理性、封裝材料的性能穩定性、封裝工藝的正確性和封裝質量的一致性。針對不同的可 靠性要求,應進行不同項目的、施加不同應力條件的試驗和測試,可靠性試驗可在一定程度上評價集成電路的可靠性水平,并通過評價其可靠性水平來不斷優選封裝材料,改進封裝結構,優化封裝工藝技術,以及采取必要的封裝應用措施來保證集成電路封裝的可靠性。
1.集成電路封裝可靠性試驗的分類
集成電路封裝可靠性試驗分類方法有多種。按照環境條件分類,可分為各種應力條件下的模擬試驗和現場試驗;按照試驗方法分類,可分為電熱性能試驗、機械試驗、環境試驗等;按照試驗應力水平分類,可分為正常應力試驗、加速應力試驗;以試驗對受試樣品是否具有破壞性分類,可分為破壞性試驗和非破壞性試驗;按照可靠性試驗目的分類,可分為可靠性驗收試驗(包括可靠性鑒定試驗)、可靠性測定試驗、可靠性統計試驗;按照試驗過程中所起的作用分類,可分為篩選試驗和驗收試驗。最常見的是以對受試樣品是否具有破壞性來分類。
(1)非破壞性集成電路封裝可靠性試驗:非破壞性試驗不需要對樣品進行物理或化學處理,它是失效分析技術的發展方向之一。非破壞性分析主要包括外部目檢、內部目檢、叉 光檢查分析、反射式掃描聲學顯微(C-SAM)等。
(2)破壞性集成電路封裝可靠性試驗:主要包括機械應力試驗和環境試驗。封裝可靠性的機械應力試驗主要包括恒定加速度、機械沖擊、掃頻振動、引線鍵合抗拉強度、芯片拉脫強度、芯片剪切強度 等試驗。環境試驗主要是化學性試驗,包括高壓蒸煮、溫度循環、耐濕、鹽霧、內部水汽含量、密封、易燃性等試驗。
2.集成電路封裝可靠性試驗的作用
(1)早期發現并暴露集成電路在封裝設計和生產階段存在的結構、材料和制造等方面的缺陷,也用于對封裝缺陷的篩選。
(2) 基于不同可靠性試驗條件下的試驗數據,評估封裝在不同工作環境下的失效模式,并對失效機理進行研究,以便優選材料、改進封裝設計及優化封裝工藝,合理改進集成電路封裝可靠性。
(3)對集成電路封裝質量等級進行鑒定,全面考核其是否已達到預定的可靠性指標,以便對封裝集成電路應用提供更好的依據,也可為用戶選擇封裝廠和封裝工藝線提供依據。
(4)為集成電路封裝線認證、批次驗收等提供依據。
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:集成電路封裝可靠性試驗的分類與作用,積體電路封裝可靠性試驗的分類與作用
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