芯片焊盤(pán)金屬層腐蝕問(wèn)題研究.pdf

1、塑封半導(dǎo)體器件廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域，因其非密閉性封裝特性在潮氣環(huán)境中會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部芯片出現(xiàn)金屬鋁焊盤(pán)腐蝕情況。焊盤(pán)腐蝕會(huì)造成焊接點(diǎn)接觸不良，功能失效或者性能退化等問(wèn)題。為提升器件可靠性需要對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化和解決。
　　本工作從理論開(kāi)始，首先回顧了鋁金屬的腐蝕原理，然后對(duì)腐蝕樣品進(jìn)行了分析，隨后通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)分析過(guò)程中觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行驗(yàn)證，并提出了解決方法。
　　利用可靠性實(shí)驗(yàn)的方法制備腐蝕樣品能夠忠實(shí)反映器件老化過(guò)程中出現(xiàn)的腐蝕問(wèn)題。超

2、聲波掃描結(jié)果觀察到樣品芯片和塑封料交界面出現(xiàn)離層。截面分析證明了離層的存在，并且看見(jiàn)鋁焊盤(pán)表面有體積膨脹的腐蝕生成物充斥在焊盤(pán)和塑封料之間。掃描電鏡觀察到樣品鋁焊盤(pán)表面有不規(guī)則形狀的生成物，X射線能譜儀檢測(cè)出其主要成分為鋁、氧、硅和碳元素。焙燒腐蝕生成物發(fā)現(xiàn)其氧元素大幅減少，證明它為氫氧化鋁。樣品的研究表明鋁焊盤(pán)發(fā)生了腐蝕反應(yīng)，腐蝕生成物為氫氧化鋁。
　　確認(rèn)了工廠制造流程引入的和原材料內(nèi)所含鹵族元素不是本次研究中造成腐蝕的關(guān)鍵因

3、素，即便是使用更高鹵族元素含量的原材料，樣品腐蝕嚴(yán)重程度也幾乎一樣。故控制水汽入侵成為減少腐蝕的唯一辦法。
　　實(shí)驗(yàn)證明了塑封料和其他材料受熱產(chǎn)生的熱應(yīng)力不平衡導(dǎo)致了離層的產(chǎn)生。離層連通了外界和芯片內(nèi)部，水汽順著離層通道來(lái)到芯片表面和鋁焊盤(pán)發(fā)生腐蝕反應(yīng)。通過(guò)優(yōu)化塑封料配方和成分來(lái)達(dá)到平衡熱應(yīng)力從而減少離層的方法被證明成本太高，普及困難。改良框架能成功阻止離層的產(chǎn)生，并且方法簡(jiǎn)單成本便宜具有可行性。
　　此外本文也通過(guò)實(shí)驗(yàn)得知