验证了温度和湿度对芯片烧结性能的影响,温度环境应力对半导体器件的影响更为突出和复杂,导致器件各种形式的失效,严重影响了武器和设备的可靠性和安全性。本文通过温度循环试验对封装结构的半导体器件封装进行了测试,并对封装结构的退化进行了测试。测试结果表明,该封装具有良好的温度耐受性。对温湿度循环试验箱的要求:
试验方法和标准
温度循环按CJB548B法1010.1和C(-65°C~150°C)的要求进行;X射线检测按CJB548B法2012.1的要求进行;粘结张力试验按GJB548B法2011.1的条件D进行;切屑剪切强度按CJB548B法2019.2的要求进行。
样品结构和试验安排
选用一种陶瓷封装电路,采用芯片背金烧结工艺和硅铝丝超声楔形焊作为内引线,实验选用100块样品,每组10条电路,共进行1000次温度循环,并选择一组进行切屑切削力、键合张力和X射线检测。
在试验前,根据产品详细规格的要求对电路进行筛选,消除早期失效电路。在筛选合格电路时,选用烧结空隙率小于15%的100件产品作为试验样品。
切屑剪切强度结果
该电路进行了1000次温度循环试验,每100次温度循环试验后进行了键合张力试验。试验电路是从试验电路中随机选取的10个电路,对10条电路的切削力进行了测试,并与试验数据进行了比较,得出了测试后芯片剪切强度的变化规律。表1是试验后的拉伸试验数据统计。
芯片由烧结材料和外壳固定。芯片与壳胶材料之间的膨胀系数不同,在加热或不符合预期的条件下会发生不同程度的形态变化。在温度循环试验中,将变化的温度应力施加到产品中,使切屑与壳体的粘结材料不断发生形态变化,从而在接触表面之间产生机械应力。当芯片与壳结合材料的膨胀系数非常接近时,产生的机械应力较小,粘接性能下降较慢,反而会导致粘接性能急剧下降。