引起電子封裝加速失效的因素有哪些？
作者：
salmon范
編輯：
瑞(rui)凱儀(yi)器(qi)
來源：
bibil.cn
發布日期： 2021.01.09
環(huan)境(jing)和(he)(he)材(cai)料的(de)(de)載(zai)荷和(he)(he)應(ying)力(li)，如濕氣(qi)(qi)、溫度(du)和(he)(he)污染物，會加速(su)塑(su)(su)封器件的(de)(de)失(shi)效(xiao)。塑(su)(su)封工藝正(zheng)在封裝失(shi)效(xiao)中起到了關鍵作(zuo)用，如濕氣(qi)(qi)擴(kuo)散(san)系(xi)數(shu)、飽(bao)和(he)(he)濕氣(qi)(qi)含量(liang)、離子擴(kuo)散(san)速(su)率(lv)、熱(re)膨脹(zhang)系(xi)數(shu)和(he)(he)塑(su)(su)封材(cai)料的(de)(de)吸濕膨脹(zhang)系(xi)數(shu)等特性會極大(da)地影響失(shi)效(xiao)速(su)率(lv)。導致(zhi)失(shi)效(xiao)加速(su)的(de)(de)因素主(zhu)要(yao)有潮氣(qi)(qi)、溫度(du)、污染物和(he)(he)溶劑(ji)性環(huan)境(jing)、殘余應(ying)力(li)、自(zi)然環(huan)境(jing)應(ying)力(li)、制造和(he)(he)組裝載(zai)荷以及綜合載(zai)荷應(ying)力(li)條件。
1、 潮氣
潮(chao)氣(qi)能加速塑(su)(su)封(feng)(feng)微電(dian)子(zi)器件的分層、裂縫和腐蝕失(shi)效(xiao)(xiao)。在塑(su)(su)封(feng)(feng)器件中， 潮(chao)氣(qi)是一個重(zhong)要(yao)的失(shi)效(xiao)(xiao)加速因子(zi)。與潮(chao)氣(qi)導致失(shi)效(xiao)(xiao)加速有(you)關(guan)的機理包括粘結面退化(hua)、吸濕膨脹應(ying)力(li)、水汽壓力(li)、離子(zi)遷移以及(ji)塑(su)(su)封(feng)(feng)料特性改(gai)變等等。潮(chao)氣(qi)能夠改(gai)變塑(su)(su)封(feng)(feng)料的玻璃化(hua)轉變溫度Tg、彈性模量(liang)和體積電(dian)阻率等特性。
2、溫度
溫(wen)度(du)是另一個(ge)關鍵(jian)的(de)(de)(de)失(shi)(shi)效(xiao)加速因(yin)子(zi)，通常利用(yong)與(yu)模塑料(liao)的(de)(de)(de)玻璃(li)化轉變(bian)溫(wen)度(du)、各(ge)種材料(liao)的(de)(de)(de)熱(re)膨脹洗漱(shu)以(yi)及由此引起的(de)(de)(de)熱(re)-機械應力(li)相關的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)等(deng)級(ji)來評估溫(wen)度(du)對封裝(zhuang)失(shi)(shi)效(xiao)的(de)(de)(de)影響。溫(wen)度(du)對封裝(zhuang)失(shi)(shi)效(xiao)的(de)(de)(de)另一個(ge)影響因(yin)素表現在會改變(bian)與(yu)溫(wen)度(du)相關的(de)(de)(de)封裝(zhuang)材料(liao)屬性、濕氣擴散系數和金屬間擴散等(deng)失(shi)(shi)效(xiao)。
3、污染物和溶(rong)劑性環境(jing)
污(wu)(wu)染(ran)物(wu)為失效(xiao)的(de)萌生和(he)擴展(zhan)提供了場所，污(wu)(wu)染(ran)源主要有大氣(qi)(qi)污(wu)(wu)染(ran)物(wu)、濕氣(qi)(qi)、助焊劑(ji)殘留、塑封料中的(de)不潔凈例子、熱(re)退化產(chan)生的(de)腐(fu)蝕(shi)性元素以及芯片黏結劑(ji)中排出的(de)副產(chan)物(wu)（通常為環(huan)氧）。塑料封裝體一般不會被腐(fu)蝕(shi)，但是濕氣(qi)(qi)和(he)污(wu)(wu)染(ran)物(wu)會在塑封料中擴散并(bing)達到金(jin)屬部位(wei)，引起塑封器件內(nei)金(jin)屬部分的(de)腐(fu)蝕(shi)。
4、殘余應力
芯(xin)片(pian)粘結會產生單于應力(li)。應力(li)水平的(de)(de)大(da)小，主(zhu)要取決(jue)于芯(xin)片(pian)粘接層的(de)(de)特性。由(you)于模(mo)塑料的(de)(de)收(shou)縮大(da)于其他封(feng)裝材料， 因此(ci)模(mo)塑成型時產生的(de)(de)應力(li)是相當大(da)的(de)(de)。可以采用應力(li)測試芯(xin)片(pian)來測定組裝應力(li)。
5、自(zi)然環境應(ying)力
在(zai)自然環(huan)(huan)境(jing)下，塑封料可能會(hui)發生降(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)。降(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)的(de)(de)(de)(de)特點是聚合鍵(jian)的(de)(de)(de)(de)斷(duan)裂，常(chang)常(chang)是固體(ti)(ti)聚合物(wu)轉變成包含單體(ti)(ti)、二聚體(ti)(ti)和(he)(he)其他低(di)分子量種類(lei)的(de)(de)(de)(de)黏性液體(ti)(ti)。升高(gao)的(de)(de)(de)(de)溫度和(he)(he)密(mi)閉(bi)的(de)(de)(de)(de)環(huan)(huan)境(jing)常(chang)常(chang)會(hui)加速降(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)。陽光中的(de)(de)(de)(de)紫外線和(he)(he)大氣臭氧(yang)層是降(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)的(de)(de)(de)(de)強有力(li)(li)催(cui)化(hua)劑，可通過切(qie)斷(duan)環(huan)(huan)氧(yang)樹脂的(de)(de)(de)(de)分子鏈導(dao)致降(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)。將塑封器件(jian)與易誘發降(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)的(de)(de)(de)(de)環(huan)(huan)境(jing)隔(ge)離(li)、采(cai)用(yong)具有抗(kang)降(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)能力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)聚合物(wu)都是防(fang)止(zhi)降(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)的(de)(de)(de)(de)方法。需(xu)要在(zai)濕(shi)熱環(huan)(huan)境(jing)下工作的(de)(de)(de)(de)產品要求采(cai)用(yong)抗(kang)降(jiang)(jiang)(jiang)解(jie)聚合物(wu)。
6、制造和組(zu)裝(zhuang)載荷
制造和組裝(zhuang)(zhuang)條件都有可能導致(zhi)封裝(zhuang)(zhuang)失效(xiao)，包括高溫(wen)、低溫(wen)、溫(wen)度變化、操作載(zai)荷(he)以及因(yin)塑封料(liao)流(liu)動而在鍵合引(yin)線(xian)和芯(xin)片底座上(shang)施加的(de)載(zai)荷(he)。進行塑封器件組裝(zhuang)(zhuang)時出現的(de)爆米(mi)花(hua)現象就是一個典(dian)型的(de)例子。
7、綜合載荷應力(li)條(tiao)件
在制造、組(zu)裝或者操(cao)作的(de)(de)過(guo)程(cheng)中，諸如溫度和(he)(he)濕(shi)氣等失效(xiao)加(jia)速因子常常是同時(shi)存在的(de)(de)。綜(zong)合載荷和(he)(he)應(ying)力條(tiao)件常常會進一(yi)步加(jia)速失效(xiao)。這一(yi)特點(dian)常被應(ying)用于以缺陷部件篩選和(he)(he)易失效(xiao)封(feng)裝器件鑒別為(wei)目的(de)(de)的(de)(de)加(jia)速試驗設計。
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