
分層問題為何如此棘手?
芯片封裝分層,通常指塑封料(EMC)與芯片表面、引線框架或基板之間出現(xiàn)界面分離。這個(gè)問題之所以致命,是因?yàn)椋?/p>
它是“內(nèi)傷":分層肉眼無法察覺,卻可能在后續(xù)流程(如高溫存儲(chǔ)、回流焊)中引發(fā)裂紋、鍵合絲斷裂或離子遷移,最終導(dǎo)致芯片開路、短路或漏電失效。
根源復(fù)雜:往往由材料熱膨脹系數(shù)(CTE)不匹配、水汽滲透、表面污染或固化工藝不當(dāng)?shù)榷喾N因素耦合引起。
冷熱沖擊箱是如何介入的?
您的客戶通過冷熱沖擊測(cè)試,在研發(fā)驗(yàn)證和來料/制程管控兩個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)揮了關(guān)鍵作用,從而有效減少了分層問題:
研發(fā)階段——篩選出最佳匹配的材料與參數(shù):對(duì)于新封裝材料或工藝,通過施加且快速的溫度循環(huán)(例如,在-55℃到+125℃之間,轉(zhuǎn)換時(shí)間小于10秒),可以快速暴露不同材料界面在劇烈熱應(yīng)力下的弱點(diǎn)。這種測(cè)試能有效篩選出界面結(jié)合力更強(qiáng)的材料和更優(yōu)的固化參數(shù)。
量產(chǎn)階段——作為環(huán)境應(yīng)力篩選(ESS):對(duì)每一批產(chǎn)品,冷熱沖擊測(cè)試可作為篩選手段,施加一個(gè)遠(yuǎn)高于常規(guī)使用應(yīng)力、但又不損傷良品的溫變循環(huán)。它能將那些因工藝波動(dòng)導(dǎo)致界面結(jié)合力不足的“邊緣品"提前剔除,避免它們流入市場(chǎng)。
的深層原因
冷熱沖擊箱之所以能顯著減少分層,源于其獨(dú)特的測(cè)試機(jī)理:
快速轉(zhuǎn)換,制造“熱應(yīng)力峰":不同于緩慢溫變的高低溫箱,冷熱沖擊箱能在5~10秒內(nèi)完成高低溫度的切換。這種瞬時(shí)的溫度梯度在材料界面處產(chǎn)生集中的、高幅度的剪切應(yīng)力,是檢測(cè)界面結(jié)合強(qiáng)度的方式,比緩慢溫變更高效。
配合預(yù)處理,更貼近實(shí)際:在溫度沖擊前,常對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理(如吸濕回流),模擬真實(shí)的制造場(chǎng)景。這種方法能更高效地暴露潛在的分層風(fēng)險(xiǎn)。
如何判斷“減少了一半"?
您的客戶通常會(huì)采用以下標(biāo)準(zhǔn)來量化這個(gè)改善效果:
目檢或無損檢測(cè):對(duì)抽樣樣品進(jìn)行超聲波掃描顯微鏡(C-SAM) 檢測(cè),統(tǒng)計(jì)出現(xiàn)分層的樣品數(shù)量或分層面積比例。
失效分析:對(duì)冷熱沖擊后功能失效的樣品進(jìn)行開蓋、切片、SEM(掃描電鏡)分析,定位分層的具體界面和形貌特征。
良率/返修率數(shù)據(jù):最直接的證據(jù),是統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)線上冷熱沖擊測(cè)試的通過率,或產(chǎn)品在后續(xù)測(cè)試環(huán)節(jié)中因封裝相關(guān)失效導(dǎo)致的返修率下降。
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