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键合质量与电子元器件应用可靠性
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2009-08-27
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键合质量与电子元器件应用可靠性
曹宏斌
(西安微电子技术研究所,陕西西安710054)
1引言
电子系统的高可靠性依赖于元器件的可靠性。元器件的高可靠性，在性能指标上，除了具有长寿命、大功率、高频率外，在产品质量指标上，要具有抗辐射、抗静电、抗闩锁（CMOS）,高密封性。在电气性能上要具有低功耗、耐压、耐高温、耐低温及在恶劣环境下的适应能力。在器件键合质量上又不得不提出新的高标准要求。这就要求科技人员在键合质量上不得不做深入的研究和探索工作。元器件键合点的任何松动和脱落，会导致电子整机系统失灵、程序错乱、目标丢失，带来的后果不堪设想。因此，元器件的键合质量的控制（包括引线键合和芯片键合）是必不可少的。元器件键合质量是军工产品质量控制、生产过程控制中的重点之重。
键合质量分析包括引线键合和芯片键合。引线键合分析包括芯片压点、Si－Al丝、外壳压点。芯片键合分析主要讨论导电胶对芯片键合质量的影响。
2元器件芯片压点的质量分析
引线键合一般要通过严格的芯片镜检，但在芯片钝化层的制造过程中，一般采用聚酰亚胺（P－I）、Si3N4及PSG钝化膜。PSG作为民品芯片钝化层。Si3N4钝化层经过刻蚀后，芯片压点比较正常。特别是采用聚酰亚胺（P－I）作为钝化保护层时，局部压点偶然出现异常，压点颜色不均匀。
下面介绍对元器件压点经过P－I钝化刻蚀后的左上角发白区域和右下角黑色区域分别进行扫描电镜定性分析。
压点上的铝层采用Al－Si电子束蒸发工艺制作。压点左上角发白区域的测试深度为0.5μm，结果如表1所示。
曹宏斌
(西安微电子技术研究所,陕西西安710054)
1引言
电子系统的高可靠性依赖于元器件的可靠性。元器件的高可靠性，在性能指标上，除了具有长寿命、大功率、高频率外，在产品质量指标上，要具有抗辐射、抗静电、抗闩锁（CMOS）,高密封性。在电气性能上要具有低功耗、耐压、耐高温、耐低温及在恶劣环境下的适应能力。在器件键合质量上又不得不提出新的高标准要求。这就要求科技人员在键合质量上不得不做深入的研究和探索工作。元器件键合点的任何松动和脱落，会导致电子整机系统失灵、程序错乱、目标丢失，带来的后果不堪设想。因此，元器件的键合质量的控制（包括引线键合和芯片键合）是必不可少的。元器件键合质量是军工产品质量控制、生产过程控制中的重点之重。
键合质量分析包括引线键合和芯片键合。引线键合分析包括芯片压点、Si－Al丝、外壳压点。芯片键合分析主要讨论导电胶对芯片键合质量的影响。
2元器件芯片压点的质量分析
引线键合一般要通过严格的芯片镜检，但在芯片钝化层的制造过程中，一般采用聚酰亚胺（P－I）、Si3N4及PSG钝化膜。PSG作为民品芯片钝化层。Si3N4钝化层经过刻蚀后，芯片压点比较正常。特别是采用聚酰亚胺（P－I）作为钝化保护层时，局部压点偶然出现异常，压点颜色不均匀。
下面介绍对元器件压点经过P－I钝化刻蚀后的左上角发白区域和右下角黑色区域分别进行扫描电镜定性分析。
压点上的铝层采用Al－Si电子束蒸发工艺制作。压点左上角发白区域的测试深度为0.5μm，结果如表1所示。
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