雖然塑封(feng)材料的(de)改進已使塑封(feng)器件的(de)物理(li)性(xing)能和(he)可靠(kao)性(xing)有了很(hen)大的(de)提高，但在應用(yong)中由于(yu)封(feng)裝材料本質特征(zheng)，仍存(cun)在由于(yu)潮氣入(ru)侵和(he)溫(wen)度性(xing)能差而導致的(de)一些可靠(kao)性(xing)問題。
1、溫度適應性(xing)問題
相對于玻(bo)(bo)璃(li)和陶瓷，塑(su)封材料(liao)屬(shu)于低溫(wen)(wen)(wen)材料(liao)，其玻(bo)(bo)璃(li)化轉換溫(wen)(wen)(wen)度(du)為(wei)130℃～160℃，一般的商(shang)用(yong)塑(su)封器件(jian)主要滿足以下(xia)3個(ge)溫(wen)(wen)(wen)度(du)范圍的要求:0C～70C(商(shang)業(ye)(ye)溫(wen)(wen)(wen)度(du))、-40℃ ～ 85℃(工業(ye)(ye)溫(wen)(wen)(wen)度(du))和-40℃～125℃(汽車溫(wen)(wen)(wen)度(du))。但(dan)是(shi)，這(zhe)些范圍比軍用(yong)溫(wen)(wen)(wen)度(du)范圍-55℃ ～ 125℃要窄。由于芯(xin)片、引(yin)線框架、樹脂各(ge)自的熱(re)膨(peng)脹系數不同(tong)，樹脂模注后產生內應(ying)(ying)(ying)力。在(zai)溫(wen)(wen)(wen)度(du)循環試(shi)驗中，這(zhe)種內應(ying)(ying)(ying)力成(cheng)為(wei)循環變化的應(ying)(ying)(ying)力。在(zai)這(zhe)種應(ying)(ying)(ying)力作用(yong)下(xia)，襯底之下(xia)或引(yin)線之間(jian)的區域容易產生裂紋，此外(wai)連接芯(xin)片和引(yin)線的鍵(jian)合絲也(ye)會因溫(wen)(wen)(wen)度(du)循環而周期性(xing)變形，從而造成(cheng)疲勞損傷。
2、潮氣入侵問題
由(you)于塑(su)封(feng)(feng)材料(liao)(liao)具有(you)固(gu)有(you)的(de)(de)(de)吸濕(shi)(shi)性(xing)以(yi)及(ji)環氧(yang)成型材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)吸附性(xing)，塑(su)封(feng)(feng)器(qi)件會(hui)(hui)產生很多可(ke)靠(kao)性(xing)問題(ti)。潮(chao)(chao)氣(qi)的(de)(de)(de)入(ru)侵會(hui)(hui)由(you)于離子沾(zhan)污而導致(zhi)大(da)(da)量的(de)(de)(de)與腐(fu)蝕有(you)關的(de)(de)(de)失效，在潮(chao)(chao)濕(shi)(shi)環境中(zhong)貯存和(he)(he)使(shi)用也會(hui)(hui)因水(shui)汽浸(jin)入(ru)而發生腐(fu)蝕，有(you)害物質，如(ru)(ru)鹵素，常伴隨水(shui)汽一起侵入(ru)，腐(fu)蝕會(hui)(hui)更加嚴重。塑(su)封(feng)(feng)材料(liao)(liao)吸潮(chao)(chao)后會(hui)(hui)發生尺(chi)(chi)寸蠕(ru)變，對(dui)(dui)芯片、鍵合點和(he)(he)內(nei)引線產生應力。如(ru)(ru)果在塑(su)封(feng)(feng)材料(liao)(liao)吸收了水(shui)汽的(de)(de)(de)情況下進行(xing)焊(han)接，因突然(ran)受熱使(shi)水(shui)汽快速(su)膨脹，會(hui)(hui)對(dui)(dui)器(qi)件造成更嚴重的(de)(de)(de)損傷(shang)，甚至爆裂，這(zhe)種現象對(dui)(dui)小(xiao)尺(chi)(chi)寸表面貼裝(zhuang)電路(lu)尤為(wei)明顯。隨著大(da)(da)封(feng)(feng)裝(zhuang)尺(chi)(chi)寸表貼技術的(de)(de)(de)大(da)(da)量應用，濕(shi)(shi)度(du)引起的(de)(de)(de)封(feng)(feng)裝(zhuang)損傷(shang)(如(ru)(ru)內(nei)部分層和(he)(he)再流焊(han)過程(cheng)中(zhong)的(de)(de)(de)開裂現象)會(hui)(hui)導致(zhi)一系列的(de)(de)(de)可(ke)靠(kao)性(xing)問題(ti)，
PEM(塑(su)封(feng)(feng)微電路(lu))的(de)(de)(de)很多失效機理，如(ru)(ru)腐(fu)蝕和(he)(he)“爆米花"效應都可(ke)以(yi)歸結為(wei)潮(chao)(chao)氣(qi)入(ru)侵。
3、塑封(feng)微電路的分層
3.1低溫分層
在(zai)(zai)高(gao)可靠應用(yong)中，如航空(kong)航天環境(jing)，環境(jing)溫度會達到-65℃甚至更低，塑封器件(jian)(jian)在(zai)(zai)低溫下使用(yong)時(shi)，會發生塑料外殼分(fen)層和(he)(he)開(kai)(kai)裂(lie)導致的器件(jian)(jian)失效。在(zai)(zai)從室溫到極端寒冷環境(jing)的熱循環過程中，模壓復合物(wu)與(yu)基片或引線框之(zhi)間(jian)的熱膨脹系數(CTE)差異可造(zao)成分(fen)層和(he)(he)開(kai)(kai)裂(lie)。并且，隨著(zhu)塑料在(zai)(zai)極端低溫下耐開(kai)(kai)裂(lie)強度的下降，開(kai)(kai)裂(lie)的可能性也增(zeng)加了。
3.2“爆米
花”效(xiao)應
塑封(feng)器件(jian)(jian)在焊(han)接期間傳導到器件(jian)(jian)上的(de)熱有三種(zhong)來源(yuan):紅外回流(liu)焊(han)加(jia)(jia)(jia)熱、氣(qi)相(xiang)回流(liu)焊(han)加(jia)(jia)(jia)熱和波峰焊(han)加(jia)(jia)(jia)熱。紅外加(jia)(jia)(jia)熱的(de)峰值(zhi)溫(wen)度是235℃～240℃， 10s;氣(qi)相(xiang)加(jia)(jia)(jia)熱問題215℃+5℃，40s;波峰焊(han)加(jia)(jia)(jia)熱溫(wen)度260℃+5℃，5s。在器件(jian)(jian)受熱過(guo)程中(zhong)，由于管殼中(zhong)所(suo)吸(xi)附的(de)水分(fen)快速汽(qi)(qi)化，內(nei)部水汽(qi)(qi)壓力過(guo)大，使模制材料(liao)(環氧(yang)樹脂化合物)膨(peng)脹，出(chu)現(xian)分(fen)層(ceng)剝離和開裂現(xian)象，俗稱(cheng)“爆米花”效應。“爆米花”效應是已經吸(xi)潮的(de)塑封(feng)器件(jian)(jian)在短(duan)時間內(nei)出(chu)現(xian)開裂的(de)一(yi)種(zhong)失效模式。由于在再(zai)流(liu)焊(han)過(guo)程中(zhong)，塑封(feng)器件(jian)(jian)所(suo)處的(de)環境短(duan)時間溫(wen)度升(sheng)至205℃～250℃，上升(sheng)梯度較(jiao)大(1℃/s～
2℃/s)。當溫(wen)度超過(guo)塑封(feng)材料(liao)的(de)玻璃化轉換(huan)溫(wen)度(一(yi)般130℃～160℃)時，塑封(feng)材料(liao)變軟，如(ru)果器件(jian)(jian)內(nei)部有較(jiao)多(duo)水汽(qi)(qi)，水汽(qi)(qi)在短(duan)時間內(nei)受熱快速膨(peng)脹，造成(cheng)塑封(feng)材料(liao)爆裂。
3.3分層引起的可靠性問(wen)題
研究表明，塑封器件的(de)(de)基(ji)片(pian)一封裝(zhuang)材(cai)料(liao)界(jie)面處(chu)的(de)(de)分層(ceng)會(hui)(hui)嚴重影響(xiang)PEM的(de)(de)可(ke)靠性。它會(hui)(hui)因球(qiu)(qiu)焊或(huo)楔形焊的(de)(de)切斷而(er)引(yin)(yin)起(qi)直接或(huo)間(jian)歇性電失效(xiao)，或(huo)形成滲透通(tong)路和(he)(he)出現集聚水(shui)分和(he)(he)離(li)子沾污物的(de)(de)區域，增加器件腐蝕失效(xiao)的(de)(de)可(ke)能性，從(cong)而(er)危及(ji)PEM的(de)(de)長(chang)期(qi)可(ke)靠性。在(zai)引(yin)(yin)線鍵(jian)合(he)處(chu)的(de)(de)分層(ceng)可(ke)能會(hui)(hui)使鍵(jian)合(he)界(jie)面退化(hua)，因為在(zai)溫度(du)循環過(guo)程中可(ke)能會(hui)(hui)在(zai)球(qiu)(qiu)焊處(chu)產生機械應力，這(zhe)就會(hui)(hui)導致在(zai)球(qiu)(qiu)焊點下的(de)(de)硅材(cai)料(liao)破裂。另外(wai)，分層(ceng)可(ke)能造(zao)成分離(li)的(de)(de)塑料(liao)與基(ji)片(pian)表面產生相對位移，損壞鈍化(hua)層(ceng)和(he)(he)金屬(shu)化(hua)層(ceng)。
4、產品推薦
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