CN112595954A - 一种用于塑封电路的贮存寿命的评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种用于塑封电路的贮存寿命的评估方法，包括以下步骤：利用电参数测试方法对待测样品进行测试，得到电参数评估结果；利用扫描声学显微镜对待测样品进行检测，得到扫描声学显微镜的评估结果；将电参数评估结果结合扫描声学显微镜的评估结果，得到待测样品最终的评估结果；本发明解决了现有的集成电路产品的贮存寿命试验时仅通过电参数测试结果对其寿命进行评估存在的结果不准确的缺陷。

Description

一种用于塑封电路的贮存寿命的评估方法

技术领域

本发明适用于塑封电路加速贮存寿命试验与评估领域，具体属于一种用于塑封电路的贮存寿命的评估方法。

背景技术

电子产品贮存寿命是衡量其性能的一个重要指标。加速寿命试验是通过加大应力(温度、湿度、电应力、温循等)的试验方法来加速产品的失效，获得产品失效率，估算产品寿命的一种方法。与自然环境下的寿命试验相比，该方法能够很大程度上缩短试验时间，提高试验效率，降低试验成本。

迄今为止，国内外投入了大量的人力、物力，开展了大量的试验研究，总结并应用了适用于电子产品加速贮存寿命试验技术。如“恒定应力寿命试验和加速寿命试验方法”(标准GB2689-81)，“单片集成电路贮存寿命特征检测方法”(中国专利CN105004367A)，“加速寿命试验技术在国内外的工程应用研究”(《强度与环境》2010年第37卷第6期，31页-38页)等文献中均对这些技术和方法进行了详细描述。目前，对于集成电路产品，都是通过在加速试验过程中对样品电参数进行检测，根据检测结果选择合适的模型对样品贮存寿命进行评估。当加速试验过程中对样品电参数未发生变化时，需要利用基于无退化数据的寿命评估方法对试验件进行评估，参考相关标准、文献或已有试验结果给出的激活能或加速因子，对其贮存寿命进行保守估计，无法实现对该类型产品贮存寿命的准确评价。

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发明内容

本发明的目的在于提供一种用于塑封电路的贮存寿命的评估方法，解决了现有的集成电路产品的贮存寿命试验时仅通过电参数测试结果对其寿命进行评估存在的结果不准确的缺陷。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供的一种用于塑封电路的贮存寿命的评估方法，包括以下步骤：

利用电参数测试方法对待测样品进行测试，得到电参数评估结果；

利用扫描声学显微镜对待测样品进行检测，得到扫描声学显微镜的评估结果；

将电参数评估结果结合扫描声学显微镜的评估结果，得到待测样品最终的评估结果。

优选地，利用电参数测试方法对待测样品进行测试，得到电参数评估结果，具体方法是：

对待测样品的每一次测试节点进行电参数测试试验，得到待测样品的多个电参数值；将得到的多个电参数值进行比较，若多个电参数值无变化时，则根据扫描声学显微镜的检测结果进行评估；若多个电参数值有变化时，则根据电参数值对待测样品的贮存寿命进行评估，得到电参数评估结果。

优选地，利用扫描声学显微镜对待测样品进行检测，得到扫描声学显微镜的评估结果，具体方法是：

利用扫描声学显微镜对待测样品的每一次测试节点进行检测，得到待测样品的空洞图和分层图，根据待测样品的空洞图和分层图对待测样品的贮存寿命进行评估，得到扫描声学显微镜的评估结果。

优选地，所述待测样品的空洞图和分层图分别为待测样品引线框架与封装材料的空洞图、芯片与封装材料的空洞图、待测样品引线框架与封装材料的分层图、以及芯片与封装材料的分层图。

优选地，根据待测样品的空洞图和分层图对待测样品的贮存寿命进行评估，具体方法是：根据GJB4027A-2006对待测样品的失效进行判断。

优选地，将电参数评估结果结合扫描声学显微镜的评估结果，得到待测样品最终的评估结果，具体方法是：

当电参数无退化时，则将描声学显微镜检测结果作为最终评估结果；

当电参数有退化时，根据电参数测试结果对样品的贮存寿命进行评估，将电参数测试及扫描声学显微镜检测两种不同方法的贮存寿命评估结果进行对照分析，以确定最终评估结果，具体地：

当电参数的退化是封装内部空洞或者裂纹导致时，两种不同方法的贮存寿命评估结果可相互验证，综合分析后可确定最终的评估结果。优选电参数退化评估结果做为最终的评估结果；

当电参数的退化与封装内部空洞或者裂纹无关时，应该取较短的评估寿命作为样品的最终评估结果。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的一种用于塑封电路的贮存寿命的评估方法，在加速贮存寿命试验过程中每一次测试节点，除了对样品进行电参数测试外，还对样品的每一次测试节点进行扫描声学显微镜检测，当样品电参数测试无变化的情况下，根据样品的扫描声学显微镜检测结果判断样品分层退化情况或是否失效，并得到相应的失效时间，依照检测结果对塑封集成电路贮存寿命进行有效评估；本发明解决了现有的集成电路产品的贮存寿命试验时仅通过电参数测试结果对其寿命进行评估存在的结果不准确的缺陷。

附图说明

图1是塑封电路芯片分层形貌图；

图2是本发发明的流程示意图；

图3是加速贮存寿命试验前样品形貌；

图4是加速贮存寿命试验后样品形貌。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明进一步详细说明。

塑封电路是指以树脂类聚合物为材料封装的半导体集成电路，由于塑封电路的固有结构、材料特点，不可避免会存在一些潜在缺陷，如热膨胀系数不匹配导致不同材料接触面之间出现分层，粘接缺陷、封装过程中引入杂质或多余物等，这些缺陷在加速寿命试验中受到加速应力的作用，会逐渐劣化(如分层和空洞的扩大)，并影响电路性能直至导致电路最终失效。这一过程通过在加速寿命试验不同测试时间节点对样品进行扫描声学显微镜扫描可以检测出来；因此，本发明在加速贮存寿命试验过程中每一次测试节点，除了对样品进行电参数测试外，还对样品的每一次测试节点进行扫描声学显微镜检测，当样品电参数测试无变化的情况下，根据样品扫描声学显微镜检测结果分析样品引线框架与封装材料、芯片与封装材料的分层情况，根据分层的面积及具体位置，判断样品分层退化情况或是否失效，并得到相应的失效时间，依照检测结果对塑封集成电路贮存寿命进行有效评估；具体地：

如图2所示，本发明提供的一种用于塑封电路的贮存寿命的评估方法，包括以下步骤：

对待测样品的每一次测试节点进行电参数测试试验，得到待测样品的多个电参数值；根据多个电参数值对待测样品的贮存寿命进行评估；

利用扫描声学显微镜对待测样品的每一次测试节点进行检测，得到待测样品的空洞图和分层图(如图1所示)，根据待测样品的空洞图和分层图对待测样品的贮存寿命进行评估，得到扫描声学显微镜的评估结果。

其中，根据多个电参数值对待测样品的贮存寿命进行评估，具体方法是：

将得到的多个电参数值进行比较，若多个电参数值无变化时，则根据扫描声学显微镜的检测结果进行评估；若多个电参数值有变化时，则根据电参数值对待测样品的贮存寿命进行评估，得到电参数评估结果，之后将电参数评估结果结合扫描声学显微镜的评估结果，得到待测样品最终的评估结果。

所述待测样品的空洞图和分层图分别为待测样品引线框架与封装材料的空洞图、芯片与封装材料的空洞图、待测样品引线框架与封装材料的分层图、以及芯片与封装材料的分层图。

根据待测样品的空洞图和分层图对待测样品的贮存寿命进行评估，具体方法是：依据“军用电子元器件破坏性物理分析方法”(GJB4027A-2006)工作项目1103塑封半导体集成电路2.4.4节扫描声学显微镜检查缺陷判断依据对待测样品的失效进行判断，得到待测样品的失效时间及缺陷退化情况；即：

当出现下列任意一种情况，则判定该待测样品为失效；

(1)，塑封键合丝上出现裂纹；

(2)，从引线脚延伸至任一其他内部部件(如引脚、芯片、芯片粘接侧翼)出现内部裂纹，且其长度超过相应间距的1/2；

(3)，包封上出现裂纹导致其表面破碎的包封上的任何裂纹；

(4)，跨越键合丝的模塑化合物的任何空洞；

(5)，塑封和芯片之间任何可测量的分层；

(6)，引线引出端焊板与塑封间界面上，分层面积超过其后侧区域面积的1/2；

(7)，引脚从塑封上完全剥离(上侧或后侧)；

(8)，包括键合丝区域的引脚分层；

(9)，连筋顶部分层超过其长度的1/2。

将电参数评估结果结合扫描声学显微镜的评估结果，得到待测样品最终的评估结果，具体方法是：

当电参数无退化时，则将描声学显微镜检测结果作为最终评估结果；

当电参数有退化时，根据电参数测试结果对样品的贮存寿命进行评估，将电参数测试及扫描声学显微镜检测两种不同方法的贮存寿命评估结果进行对照分析，以确定最终评估结果，具体地：

当集成电路电参数的退化是封装内部空洞或者裂纹导致时，两种不同方法的贮存寿命评估结果应该非常相近，可以相互验证；

当集成电路电参数的退化与封装内部空洞或者裂纹无关时，应该取较短的评估寿命作为样品的最终评估结果。

实施例

对某塑料封装集成电路进行加速贮存寿命试验，试验按照附图1所示试验实施流程图实施。试验进行过程中，样品电参数测试未发生变化。但是扫描声学显微镜检测发现部分样品内部出现分层及空洞，见附图3、4所示，对分层及空洞进行分析，判断并记录失效时间，选取基于加速退化模型的寿命评估方法对样品的贮存寿命进行评估。

Claims (6)

1.一种用于塑封电路的贮存寿命的评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

利用电参数测试方法对待测样品进行测试，得到电参数评估结果；

利用扫描声学显微镜对待测样品进行检测，得到扫描声学显微镜的评估结果；

将电参数评估结果结合扫描声学显微镜的评估结果，得到待测样品最终的评估结果。

2.根据权利要求1所述的一种用于塑封电路的贮存寿命的评估方法，其特征在于，利用电参数测试方法对待测样品进行测试，得到电参数评估结果，具体方法是：

对待测样品的每一次测试节点进行电参数测试试验，得到待测样品的多个电参数值；将得到的多个电参数值进行比较，若多个电参数值无变化时，则根据扫描声学显微镜的检测结果进行评估；若多个电参数值有变化时，则根据电参数值对待测样品的贮存寿命进行评估，得到电参数评估结果。

3.根据权利要求1所述的一种用于塑封电路的贮存寿命的评估方法，其特征在于，利用扫描声学显微镜对待测样品进行检测，得到扫描声学显微镜的评估结果，具体方法是：

利用扫描声学显微镜对待测样品的每一次测试节点进行检测，得到待测样品的空洞图和分层图，根据待测样品的空洞图和分层图对待测样品的贮存寿命进行评估，得到扫描声学显微镜的评估结果。

4.根据权利要求3实所述的一种用于塑封电路的贮存寿命的评估方法，其特征在于，所述待测样品的空洞图和分层图分别为待测样品引线框架与封装材料的空洞图、芯片与封装材料的空洞图、待测样品引线框架与封装材料的分层图、以及芯片与封装材料的分层图。

5.根据权利要求1实所述的一种用于塑封电路的贮存寿命的评估方法，其特征在于，根据待测样品的空洞图和分层图对待测样品的贮存寿命进行评估，具体方法是：根据GJB4027A-2006对待测样品的失效进行判断。

6.根据权利要求1实所述的一种用于塑封电路的贮存寿命的评估方法，其特征在于，将电参数评估结果结合扫描声学显微镜的评估结果，得到待测样品最终的评估结果，具体方法是：

当电参数无退化时，则将描声学显微镜检测结果作为最终评估结果；

当电参数有退化时，根据电参数测试结果对样品的贮存寿命进行评估，将电参数测试及扫描声学显微镜检测两种不同方法的贮存寿命评估结果进行对照分析，以确定最终评估结果，具体地：

当电参数的退化是封装内部空洞或者裂纹导致时，两种不同方法的贮存寿命评估结果可相互验证，综合分析后可确定最终的评估结果。优选电参数退化评估结果做为最终的评估结果；

当电参数的退化与封装内部空洞或者裂纹无关时，应该取较短的评估寿命作为样品的最终评估结果。

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