環(huan)境和(he)(he)材料(liao)的(de)(de)載荷(he)和(he)(he)應力(li)(li)，如濕(shi)(shi)氣、溫(wen)度和(he)(he)污染物(wu)，會加(jia)速塑封(feng)器件(jian)的(de)(de)失(shi)效(xiao)。塑封(feng)工(gong)藝正(zheng)在封(feng)裝失(shi)效(xiao)中起到了關(guan)鍵作用(yong)，如濕(shi)(shi)氣擴散系數、飽(bao)和(he)(he)濕(shi)(shi)氣含(han)量、離子擴散速率、熱膨脹系數和(he)(he)塑封(feng)材料(liao)的(de)(de)吸濕(shi)(shi)膨脹系數等特性(xing)會極大地影響失(shi)效(xiao)速率。導(dao)致失(shi)效(xiao)加(jia)速的(de)(de)因素主要有潮(chao)氣、溫(wen)度、污染物(wu)和(he)(he)溶(rong)劑性(xing)環(huan)境、殘余應力(li)(li)、自然環(huan)境應力(li)(li)、制造和(he)(he)組裝載荷(he)以及綜合載荷(he)應力(li)(li)條件(jian)。
1、 潮氣
潮氣能加(jia)速(su)(su)塑封(feng)(feng)微電(dian)子(zi)器(qi)件的分層、裂縫和腐(fu)蝕(shi)失效。在(zai)塑封(feng)(feng)器(qi)件中， 潮氣是(shi)一(yi)個重要(yao)的失效加(jia)速(su)(su)因(yin)子(zi)。與潮氣導致失效加(jia)速(su)(su)有(you)關的機理包括粘結面(mian)退化、吸(xi)濕膨脹應力、水(shui)汽壓力、離子(zi)遷移以及(ji)塑封(feng)(feng)料(liao)(liao)特性(xing)改變等等。潮氣能夠改變塑封(feng)(feng)料(liao)(liao)的玻璃化轉變溫(wen)度Tg、彈性(xing)模(mo)量和體積電(dian)阻(zu)率等特性(xing)。
2、溫(wen)度
溫(wen)度(du)(du)是另一個(ge)關(guan)鍵的(de)(de)(de)失效(xiao)(xiao)加速因(yin)(yin)子，通常利用(yong)與模塑(su)料的(de)(de)(de)玻璃化轉(zhuan)變(bian)溫(wen)度(du)(du)、各種材料的(de)(de)(de)熱(re)膨脹洗漱以及(ji)由此引起的(de)(de)(de)熱(re)-機械應力相(xiang)關(guan)的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)等級(ji)來評估溫(wen)度(du)(du)對封裝(zhuang)失效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)。溫(wen)度(du)(du)對封裝(zhuang)失效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)另一個(ge)影(ying)響(xiang)(xiang)因(yin)(yin)素表(biao)現在會(hui)改變(bian)與溫(wen)度(du)(du)相(xiang)關(guan)的(de)(de)(de)封裝(zhuang)材料屬性、濕(shi)氣擴散系數和金屬間擴散等失效(xiao)(xiao)。
3、污染(ran)物(wu)和溶(rong)劑性環境(jing)
污染(ran)(ran)物為失效的萌生和擴(kuo)展提供了場所，污染(ran)(ran)源主(zhu)要有大氣(qi)污染(ran)(ran)物、濕氣(qi)、助焊劑(ji)殘留、塑封(feng)料(liao)中(zhong)(zhong)的不(bu)潔凈例子、熱退化(hua)產(chan)生的腐蝕性元素以(yi)及芯片黏結劑(ji)中(zhong)(zhong)排出的副產(chan)物（通常為環氧）。塑料(liao)封(feng)裝(zhuang)體(ti)一(yi)般不(bu)會被腐蝕，但是濕氣(qi)和污染(ran)(ran)物會在(zai)塑封(feng)料(liao)中(zhong)(zhong)擴(kuo)散并達到金(jin)屬(shu)部(bu)位，引起塑封(feng)器件內金(jin)屬(shu)部(bu)分的腐蝕。
4、殘余應力
芯片(pian)粘(zhan)結會產生單于應力(li)(li)(li)。應力(li)(li)(li)水平的(de)大(da)小，主要取決于芯片(pian)粘(zhan)接層的(de)特(te)性。由于模(mo)(mo)塑料(liao)的(de)收(shou)縮大(da)于其他封裝材(cai)料(liao)， 因此(ci)模(mo)(mo)塑成型(xing)時產生的(de)應力(li)(li)(li)是相當(dang)大(da)的(de)。可以采(cai)用應力(li)(li)(li)測試芯片(pian)來測定組裝應力(li)(li)(li)。
5、自然環境應力
在(zai)(zai)自然(ran)環(huan)境下(xia)，塑封(feng)(feng)料可能會(hui)發生降(jiang)解(jie)(jie)(jie)。降(jiang)解(jie)(jie)(jie)的(de)(de)特點是聚(ju)合鍵的(de)(de)斷裂，常常是固體聚(ju)合物(wu)(wu)轉變成包含單體、二聚(ju)體和其他低(di)分子(zi)量種類的(de)(de)黏性液(ye)體。升(sheng)高的(de)(de)溫度和密閉的(de)(de)環(huan)境常常會(hui)加速(su)降(jiang)解(jie)(jie)(jie)。陽光中的(de)(de)紫外線和大氣臭氧層是降(jiang)解(jie)(jie)(jie)的(de)(de)強(qiang)有(you)力催(cui)化(hua)劑，可通過切斷環(huan)氧樹脂(zhi)的(de)(de)分子(zi)鏈(lian)導致降(jiang)解(jie)(jie)(jie)。將(jiang)塑封(feng)(feng)器件(jian)與易誘(you)發降(jiang)解(jie)(jie)(jie)的(de)(de)環(huan)境隔離、采用(yong)具有(you)抗(kang)降(jiang)解(jie)(jie)(jie)能力的(de)(de)聚(ju)合物(wu)(wu)都是防止降(jiang)解(jie)(jie)(jie)的(de)(de)方法(fa)。需要(yao)在(zai)(zai)濕熱環(huan)境下(xia)工作的(de)(de)產品(pin)要(yao)求采用(yong)抗(kang)降(jiang)解(jie)(jie)(jie)聚(ju)合物(wu)(wu)。
6、制(zhi)造和組裝載荷
制造和(he)組裝(zhuang)條(tiao)件(jian)都(dou)有可能導致封裝(zhuang)失(shi)效，包括(kuo)高溫、低(di)溫、溫度變化、操(cao)作載荷以(yi)及因塑封料流動而在(zai)鍵合引線和(he)芯(xin)片底座上(shang)施(shi)加的(de)載荷。進(jin)行塑封器(qi)件(jian)組裝(zhuang)時(shi)出現的(de)爆米(mi)花現象就是一個(ge)典型的(de)例(li)子(zi)。
7、綜合(he)載荷應力條件
在(zai)制造、組裝或(huo)者操(cao)作的(de)過程中，諸(zhu)如溫度和濕氣(qi)等失效加(jia)速(su)因子(zi)常(chang)常(chang)是同時(shi)存在(zai)的(de)。綜合(he)載荷和應力條件常(chang)常(chang)會(hui)進(jin)一步加(jia)速(su)失效。這一特點常(chang)被(bei)應用于以缺陷部件篩選和易失效封裝器件鑒別為目的(de)的(de)加(jia)速(su)試驗(yan)設計(ji)。
