RU2331898C1 - Способ неразрушающего контроля качества соединений элементов конструкции полупроводниковых изделий - Google Patents
Способ неразрушающего контроля качества соединений элементов конструкции полупроводниковых изделий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2331898C1 RU2331898C1 RU2006143701/28A RU2006143701A RU2331898C1 RU 2331898 C1 RU2331898 C1 RU 2331898C1 RU 2006143701/28 A RU2006143701/28 A RU 2006143701/28A RU 2006143701 A RU2006143701 A RU 2006143701A RU 2331898 C1 RU2331898 C1 RU 2331898C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- res
- elastic deformation
- amplitude
- semiconductor
- frequency
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при контроле микросхем и полупроводниковых приборов. Сущность: на первом этапе из партии полупроводниковых изделий одного типа случайным образом формируют выборку. На полупроводниковые изделия выборки подают импульсы тока различной частоты, нагревая их. Измеряют амплитуду упругой деформации корпуса изделий, возникающую за счет нагрева. Строят график зависимости амплитуды упругой деформации корпуса от частоты подаваемых импульсов. Определяют резонансную частоту по максимальной амплитуде упругой деформации и интервал резонансных частот (fрез, Δfрез). Определяют интервал амплитуд на резонансной частоте (Арез, ΔАрез), на которых соединение конструкции полупроводниковых изделий надежно. На втором этапе на всю партию полупроводниковых изделий подают импульсы тока с резонансной частотой. Если амплитуда упругой деформации корпуса полупроводникового изделия входит в интервал Арез±ΔАрез, то соединение конструкции считают надежным. Если не входит в этот интервал, то на это изделие подают импульсы тока различной скважности. Определяют резонансную частоту колебаний конструкции полупроводникового изделия. Если резонансная частота не входит в диапазон fрез±Δfрез, то конструкцию соединений считают ненадежной. Технический результат: повышение точности контроля. 1 ил.
Description
Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в технологии производства изделий электронной техники, например интегральных микросхем и полупроводниковых приборов (диодов, транзисторов), и на входном контроле приборостроительных предприятий.
Известен способ неразрушающего контроля изделий электронной техники, согласно которому механические связи контролируются косвенно с помощью теплового сопротивления между элементами конструкции, например между кристаллом интегральной схемы и ее корпусом [1].
Недостатком этого способа является невозможность определения степени жесткости механических связей элементов конструкции электрорадиодеталей, поскольку передача тепла лишь частично определяется механической прочностью их соединения, завися от посторонних факторов (площадь соединения и т.п.).
Известен способ неразрушающего контроля механических связей, состоящий в том, что нагревают один из элементов конструкции (р-n переход транзистора) путем подведения импульсной энергии, измеряют скорость изменения во времени температурно-чувствительного параметра, например прямого падения напряжения на р-n переходе, и сравнивают ее с эталонной величиной [2].
Недостатком данного способа является невозможность определения прочности механической связи элементов конструкции изделий электронной техники, например, в случае отсутствия прочной механической связи и касания кристаллом его корпуса, результат контроля скорости изменения во времени температурно-чувствительного параметра, например прямого падения напряжения, оказывается таким же, как и при наличии жесткой механической связи.
Наиболее близким к изобретению является способ, состоящий в том, что нагреваная элемент конструкции, измеряют амплитуду упругой деформации корпуса изделия посредством измерителя малых перемещений и по амплитуде судят о качестве соединений [3].
Недостатком способа является то, что о качестве соединений судят только по амплитуде упругой деформации корпуса изделия посредством измерителя малых перемещений.
Изобретение направлено на определение прочности механических связей элементов конструкции изделий и повышение точности контроля тепловых сопротивлений между ними.
Это достигается тем, что на выборке полупроводниковых изделий (ППИ) одного типа измеряют амплитуду упругой деформации корпуса изделий посредством измерителя малых перемещений, подавая различной частоты импульсы тока через ППИ и по максимальной амплитуде колебаний корпуса изделия определяют собственную (резонансную) частоту системы кристалл-корпус. Дальнейшие измерения проводят на резонансной частоте системы кристалл-корпус и по значениям резонансной частоты и амплитуды резонансной частоты всю партию ПНИ разделяют по уровню прочности механических связей конструкции изделия.
При этом зависимость амплитуды упругой деформации от частоты импульсов тока, подаваемых на ППИ, дает более достоверную информацию об уровне прочности механических связей изделия, чем просто измерение амплитуды деформации корпуса.
Высокочувствительный датчик малых перемещений, например на основе фазовых дифракционных решеток, применяется на первом этапе при определении резонансной частоты и интервала резонансных частот системы кристалл-корпус ППИ. Дальнейшие измерения проводят на резонансной частоте и поэтому можно применять менее чувствительный датчик, например емкостного типа, ДЛТ или другой марки, определяется экспериментально.
Величина теплового сопротивления в том числе, зависит от качества соединения системы кристалл-корпус ППИ. Например, транзисторы с дефектами посадки или с трещинами кристалла имеют более высокое тепловое сопротивление, и сделать об этом вывод можно по зависимости амплитуды колебаний упругой деформации корпуса при резком нагреве одного из элементов конструкции. Если ППИ признано дефектным, по предложенному изобретению, то и тепловое сопротивление данного ППИ имеет аномальное значение. Не нужно снимать кривые остывания или применять известные методы диагностики ППИ по тепловым характеристикам [4].
Предлагаемый способ основан на использовании эффекта возникновения упругой деформации корпуса при резком нагреве одного из элементов конструкции, например кристалла полупроводникового изделия, величина которой достигает порядка десятых долей микрона.
Реализуется предложенный способ в два этапа.
Первый этап: из партии ППИ одного типа случайным образом формируют выборку, на ППИ выборки подают импульсы тока различной частоты, измеряют амплитуду упругой деформации корпуса изделий, строят график зависимости амплитуды упругой деформации корпуса от частоты подаваемых импульсов (см. чертеж), определяют резонансную частоту по максимальной амплитуде и интервал резонансных частот (fрез, Δfрез), определяют интервал амплитуд на резонансной частоте (Арез, ΔАрез), на которых соединение конструкции изделия надежно.
Для определения fрез, Δfрез, Арез, ΔАрез можно использовать известные формулы из математической статистики для среднеарифметического значения и полуширины доверительного интервала:
где fi - значение резонансной частоты i ППИ,
n - количество ППИ в выборке.
Для Δfрез получим следующее выражение:
где tα, n - коэффициент Стьюдента, который зависит от n (числа ППИ в выборке) и от надежности α (от 0.5 до 0.99) [5].
Для Арез, ΔАрез получаются аналогичные выражения:
где Ai - значение амплитуды резонансной частоты i ППИ,
Так как выборка ППИ может содержать изделия с ненадежными соединениями конструкции, например кристалл-корпус, то можно поступить двумя способами:
первый способ - выделить из выборки ППИ изделия с ненадежными соединениями, используя любой другой диагностический способ определения ненадежности соединения ППИ, например по тепловым характеристикам [4];
второй способ - применение возможностей математической статистики. Ненадежным изделием под номером k в выборке ППИ будем считать изделие с коэффициентом промаха ν>νмах. При этом νмах зависит от числа изделий в выборке ППИ - n и от надежности α (0.9-0.99) [6, стр.32].
Промах для k-го ППИ по значению амплитуды резонансной частоты вычисляют по формуле:
Промах для k-го ППИ по значению резонансной частоты вычисляют по формуле:
При ν>νмах результат k-го измерения объявляется промахом, т.е. k-e ППИ ненадежно и должно быть отброшено, после чего вычисляются новые значения fрез, Δfрез, Арез, ΔАрез по формулам (1-4). В противном случае k-e изделие остается в выборке.
На втором этапе на всю партию ППИ подают импульсы тока с резонансной частотой, при этом, если амплитуда упругой деформации корпуса ППИ входит в интервал Арез±ΔАрез, то соединение конструкции считают надежным, если не входит в этот интервал, то на это изделие подают импульсы тока различной скважности, определяют резонансную частоту колебаний конструкции ППИ, если резонансная частота не входит в диапазон fрез±Δfрез, то конструкцию соединений считают ненадежной.
Источники информации
1. Патент США №3745460, кл. G01R 31/26, опубл.10.06.73.
2. Авт. св. СССР №446854, кл. G01R 31/26, опубл. 15.10.74.
3. Авт. св. СССР №911382, кл. G01R 31/26, опубл. 07.03.82.
4. Горлов М.И., Ануфриев Л.П., Бордюжа О.Л. Обеспечение и повышение надежности полупроводниковых приборов и интегральных схем в процессе серийного производства. Минск, 1997 г. 390 с.
5. Кембровский Г.С. Приближенные вычисления и методы обработки результатов измерений в физике. - Минск: издательство Университетское, 1990 - 189 с.
6. Емельянов В.А., Лин Д.Г., Шолох В.Ф. Методы обработки результатов измерений в лаборатории физпрактикума. - Минск: Бестпринт, 1997 - 90 с.
Claims (1)
- Способ неразрушающего контроля качества соединений элементов конструкции полупроводниковых изделий, состоящий в нагревании элемента импульсами тока, измерении амплитуды упругой деформации корпуса изделия посредством измерителя малых перемещений, отличающийся тем, что на первом этапе из партии полупроводниковых изделий одного типа случайным образом формируют выборку, на полупроводниковые изделия выборки подают импульсы тока различной частоты, измеряют амплитуду упругой деформации корпуса изделий, строят график зависимости амплитуды упругой деформации корпуса от частоты подаваемых импульсов, определяют резонансную частоту по максимальной амплитуде упругой деформации и интервал резонансных частот (fрез, Δfрез); определяют интервал амплитуд на резонансной частоте (Арез, ΔАрез), на которых соединение конструкции полупроводниковых изделий надежно, на втором этапе на всю партию полупроводниковых изделий подают импульсы тока с резонансной частотой, при этом если амплитуда упругой деформации корпуса полупроводникового изделия входит в интервал Арез±ΔАрез, то соединение конструкции считают надежным, если не входит в этот интервал, то на это изделие подают импульсы тока различной скважности, определяют резонансную частоту колебаний конструкции полупроводникового изделия и если резонансная частота не входит в диапазон fрез±Δfрез, то конструкцию соединений считают ненадежной.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006143701/28A RU2331898C1 (ru) | 2006-12-08 | 2006-12-08 | Способ неразрушающего контроля качества соединений элементов конструкции полупроводниковых изделий |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006143701/28A RU2331898C1 (ru) | 2006-12-08 | 2006-12-08 | Способ неразрушающего контроля качества соединений элементов конструкции полупроводниковых изделий |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2331898C1 true RU2331898C1 (ru) | 2008-08-20 |
Family
ID=39748123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006143701/28A RU2331898C1 (ru) | 2006-12-08 | 2006-12-08 | Способ неразрушающего контроля качества соединений элементов конструкции полупроводниковых изделий |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2331898C1 (ru) |
-
2006
- 2006-12-08 RU RU2006143701/28A patent/RU2331898C1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7912661B2 (en) | Impedance analysis technique for frequency domain characterization of magnetoelastic sensor element by measuring steady-state vibration of element while undergoing constant sine-wave excitation | |
| US6698269B2 (en) | Transducer in-situ testing apparatus and method | |
| CN106441632B (zh) | 一种温度计的检测方法及温度计的检测装置 | |
| US20060032295A1 (en) | Fluid monitoring | |
| Wandowski et al. | Calibration problem of AD5933 device for electromechanical impedance measurements | |
| JP2011185921A (ja) | 損傷長測定システム及び損傷長測定方法 | |
| RU2331898C1 (ru) | Способ неразрушающего контроля качества соединений элементов конструкции полупроводниковых изделий | |
| RU2529761C1 (ru) | Способ измерения теплового сопротивления переход-корпус полупроводникового прибора и устройство для его осуществления | |
| Zeng et al. | Threshold-crossing counting technique for damping factor determination of resonator sensors | |
| CN105759089A (zh) | 温度补偿实时时钟 | |
| CN104458809A (zh) | 一种用于露点识别的石英谐振敏感电路 | |
| CN108267502B (zh) | 硬化层深度的涡流检测系统及检测方法 | |
| CN211178306U (zh) | 一种基于在线修正的桥式振弦应变计 | |
| Keprt et al. | A comparison of AE sensor calibration methods | |
| KR101392303B1 (ko) | 웨이블릿 변환을 이용한 주파수 해석식 자왜센서 | |
| Erdahl et al. | Determination of measurement limit for open solder bumps on a flip-chip package using a laser ultrasonic inspection system | |
| Starostin et al. | Development of a self-contained device for rapid detection of volatile impurities in the oil system of a turbine | |
| Zompanti et al. | Modular QMB sensors array for E-health applications | |
| US6250161B1 (en) | Ultrasonic photoresist process monitor and method | |
| CN106442712B (zh) | 一种自动校准涡流检测灵敏度的装置及方法 | |
| CN204314249U (zh) | 一种用于露点识别的石英谐振敏感电路 | |
| Wang et al. | Consistency of surface pulse and reciprocity calibration of piezoelectric AE sensors | |
| Kim et al. | Setup of standard PD calibrator and its uncertainties | |
| Dhadwal et al. | Precision capillary viscometer | |
| Murav’ev et al. | An instrument for measuring acoustic wave velocities in metals and alloys |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081209 |